帶恒功率負(fù)載的有源阻尼Boost變換器的研制.pdf

1、越來(lái)越多的高性能變換器系統(tǒng)由閉環(huán)反饋DC/DC變換器級(jí)聯(lián)而成，后級(jí)閉環(huán)反饋DC/DC變換器在穩(wěn)定工作時(shí)具有恒功率負(fù)載特性，恒功率負(fù)載(CPL)的負(fù)阻抗特性會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。有源阻尼(Active damping)的方法可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，而且不給系統(tǒng)帶來(lái)額外損耗。本文就帶恒功率負(fù)載的Boost變換器系統(tǒng)為研究對(duì)象，利用有源阻尼的方法來(lái)解決系統(tǒng)的不穩(wěn)定性問(wèn)題。
　　本文所研究的系統(tǒng)是由前級(jí)有源阻尼Boost變換器與后級(jí)Buck變換

2、器級(jí)聯(lián)構(gòu)成，其中前級(jí)Boost變換器是應(yīng)用有源阻尼法與電壓外環(huán)控制相結(jié)合的方法進(jìn)行控制，后級(jí)Buck變換器作為系統(tǒng)的恒功率負(fù)載。本文通過(guò)利用狀態(tài)空間平均法對(duì)Boost變換器進(jìn)行建模分析，詳細(xì)分析了恒功率負(fù)載對(duì)系統(tǒng)造成不穩(wěn)定性的原因，通過(guò)引入有源阻尼的方法，在控制電壓端減去輸入電感電流與相關(guān)系數(shù)的乘積，相當(dāng)于給電感串連一個(gè)虛擬電阻來(lái)補(bǔ)償恒功率負(fù)載的負(fù)阻抗特性，得到有源阻尼法與電壓外環(huán)相結(jié)合的控制策略。利用MATLAB軟件對(duì)帶恒功率負(fù)載的有

3、源阻尼Boost變換器進(jìn)行開環(huán)仿真，仿真結(jié)果表明有源阻尼的方法能夠有效地解決恒功率負(fù)載帶來(lái)的不穩(wěn)定性問(wèn)題，而且使系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)性能。
　　最后，基于DSP2812研制了一臺(tái)300W的有源阻尼Boost變換器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。同時(shí)，研制了一臺(tái)基于SG3525AN控制的閉環(huán)Buck變換器作為系統(tǒng)的恒功率負(fù)載，與有源阻尼Boost變換器級(jí)聯(lián)組成帶恒功率負(fù)載的有源阻尼Boost變換器系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，驗(yàn)證了帶恒功率負(fù)載的有源阻