双输入buck变换器单周期控制

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1、南京航空航天大学硕士学位论文双输入Buck变换器的单周期控制姓名：杨东升申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：阮新波201103南京航空航天大学硕士学位论文摘要在可再生能源联合发电系统中，采用一个多输入直流变换器(Mul卸le．InputConverter，MIC)代替多个单输入直流变换器可以简化电路结构，减低系统成本。采用MIC构成的可再生能源联合发电系统是一个典型的多输入一多输出的耦合系统，而且由于存在多个输入源，该系统需要进行能量管理，这使得MIc通常存在多个工作模式，因此该系统的控制闭环设计十分复杂。本文研究双输入Buck变换器的单周期控制，

2、试图简化闭环设计，并提高变换器的动态响应。本文首先介绍双输入Buck变换器的工作原理，讨论了基于能量管理的各种工作模式，然后针对各工作模式的控制要求，提出了单周期控制的实现电路。在此基础上，提出工作模式之间平滑切换的方法，使变换器能够根据可再生能源的供电能力和负载所需功率的不同，在相应的工作模式之间平滑切换，以便能够优先利用可再生能源。为了减小双输入Buck变换器的电感电流脉动，以提高变换效率，本文提出一种交错双沿调制方法。由于传统的单周期控制器属于后沿调制，本文对其进行改进，实现了单周期控制的双沿调制。本文对双输入Buck变换器进行了小信号建模。由小信号模型可知

3、，由于两路输入源共用一个输出滤波器，若采用传统的线性载波调制方式，l撑源输入电流环和输出电压环相互之间是耦合的，电流调节器和电压调节器的设计十分困难；而采用单周期控制，可以消除这两个环路之间的相互耦合，而且不需要电流调节器。由于输出电压环在两个工作模式下的设计条件相同，故大大简化了输出电压调节器的设计。本文最后完成了一台800W的原理样机，详细给出了主电路和单周期控制电路的参数设计，并进行了实验验证。实验结果验证了本文所提出的单周期控制方法的稳态和动态性能及其能量管理策略的可行性，并且交错双沿调制可大大减小电感电流。关键词：可再生能源联合发电系统，多输入变换器，单

4、周期控制，小信号建模，闭环设计，交错双沿调制双输入Buck变换器的单周期控制ABSTRACTInhybridpowersystems，theuseofamultiple-inputconverter(MIC)insteadofseveralsingle-inputconvertel瞎leadstosimplercircuitandlowercost．Theenel"gymanagementisalwaysrequiredfortheMICstomakethemostutilizationofrenewableenergy．So，theMIC-basedhybrid

5、powersystemisatypicalmul邱le-inputmultiple-output删嗍o)couplingsystem,andithasmul卸leoperatingmodes．Asaresult,thedesignofthecontrollersisverycomplicated．Thispaperproposesone-cyclecontrol(occ)forthedouble—inputbuckconverter(DmC)toeliminatetheinteractionsofthecontrolloopsandthustosimplifyth

6、edesignofthecontroller．Inthethesis，theoperatingprincipleandtheoperatingmodesoftheDIBCaleanalyzed．ThentheimplementationoftheOCCfortheDIBCunderdifferentoperatingmodesisproposed,andthemode位ansferingcircuitisfurtherproposedtorealizeseamlessmodetransition,accordingtoavailablerenewableenerg

7、yandtheoutputpower．Inordertominimizetheinductorcurrentripple，thisthesisdiscussestherelationshipbetweentheinductorcurr衄trippleandthephasedifferenceamongthedrivesignalsofthetwoswitches，andaninterleaveddual-edgemodulationisproposed．Andthentheimplementationoftheinterleaveddual-edgemodulat

8、ionfo