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数字电流滞环控制的Boost DC-DC变换器

作　者: 张军涛
导　师: 刘健
学　校: 西安科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 数字控制 DC-DC变换器 Boost DC-DC变换器设计
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来,随着电力电子技术的高速发展,以DC-DC变换器为核心的开关电源已经深入应用到电子产品领域。对于开关DC-DC变换器的控制,一般大多采用模拟脉冲宽度调节控制,由于变换器属于时变非线性系统与模拟控制相比较,数字控制器可以比较容易的实现复杂的非线性控制策略,从本质上改善变换器的控制性能。目前,DSP和MCU等数字控制器的硬件技术趋于成熟,使DC-DC开关变换器的数字化控制器实现成为可能,因此基于DC-DC开关变换器的非线性本质,研究各种非线性控制策略成为电力电子研究领域的一大热点。为了改善Boost DC-DC变换器的性能,本文提出了一种基于数字电流滞环控制方法,根据输入电压,输出电流和输出电压的采样信息及输出电压偏差反馈增益,计算出所需要的平均电感电流,并将电感电流控制在该平均电感电流的一个滞环宽度之内,当电感电流大于上阈值时PWM发生器产生低电平,当小于下阈值时PWM发生器产生高电平以此来决定对功率开关S的控制。详细分析了负载突变和启动过程中输出电压的动态响应,给出了参数选择和设计考虑。在Simulink环境下以一个具体的Boost变换器为例进行仿真实验,获得仿真数据和仿真波形。最后以ARM7-LPC2138作为控制平台,制作了一台数字电流滞环控制的Boost DC-DC变换器,并进行了实验研究,对输入电压突变和输出负载突变时,对输出电压的影响进行了实验验证,实验结果表明所提出的数字电流滞环控制方法是可行的、所进行的理论分析是正确的,该变换器的性能达到了设计指标。

数字电流滞环控制的Boost DC-DC变换器

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