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1、第37卷第1期南京航空航天大学学报Vol.37No.12005年2月JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsFeb.2005BOOST变换器恒功率负载时动态性能分析朱成花,严仰光(南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室,南京,210016)摘要:以恒功率负载时双闭环控制的BOOST变换器为例,基于相平面法,分析了变换器开环运行模式下的稳定性问题;基于平均大信号模型,分析了变换器过载运行模式下的动态响应过程。分析表明,恒功率负载时,变换器开环运行可能自激振荡,并给出判别是否产生自激振荡的方
2、法,说明小滤波电感和大滤波电容有利于避免自激振荡,从而为变换器主电路参数的优化设计提供依据。过载运行时,变换器最终进入开环运行模式,稳定性能与开环运行模式下相同。实验结果验证了理论分析的正确性。关键词:变换器;稳定性;恒功率负载;非线性系统中图分类号:TM464文献标识码:A文章编号:1005-2615(2005)01-0020-05StabilityandDynamicsofBOOSTConverterwithConstantPowerLoadZHUCheng-hua,YANYang-guang(Aero-PowerSci-TechCenter,Nan
3、jingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing,210016,China)Abstract:Thestabilityanddynamicpropertiesofamultiloop-controlledBOOSTconverterwithconstantpowerloadarestudied.Basedonthephaseportraittheory,thestabilityoftheconverterinopenloopoperatemodeisanalyzed.Resultsshowthatself-
4、oscillationmaybeexistedinthesystem.Thedesignorientedmethodispresentedtodistinguishself-oscillationornot.Themethodplacesdesignconstraintsonconverterparametersandindicatesthatsmallinductorandlargecapacitorarepropitioustoavoidself-oscillation.Basedontheaveragedlargesignalmodel,dynam
5、icresponseprocessoftheconverterinover-loadedoperatedmodeisalsoanalyzed.Whentheconverterisover-loaded,thecurrentloopcannotlimitinductorcurrentliketheconverterwitharesistiveloadandtheconvertergoesintoanopenloopoperatedmode.Finally,thetheoreticalanalysisisconfirmedwithexperimentalre
6、sults.Keywords:converters;stability;constantpowerload;nonlinearsystem随着分布式电源系统在航空航天等领域的广BOOST变换器恒功率负载时控制回路的优化设泛应用,恒功率负载在系统中的比例越来越大。据计,从而保证变换器闭环工作稳定性,但没有分析研究,未来多电飞机高压直流配电系统中,75%的双闭环控制变换器开环与电流内环的稳定性和动[1,2][6,7]负载是恒功率负载。传统直/直变换器优化设计态性能。阻抗比判据被广泛应用来分析恒功率时只考虑阻性负载,恒功率负载时变换器动态性能负载时变换器的稳定
7、性问题,但阻抗比判据依赖于[3～5]和稳定性得不到保证。系统小信号模型,不能说明非线性系统中存在自激文[4]分别建立了BUCK变换器恒功率负载振荡的原因。时在CCM,DCM下的小信号模型,但没有进一步变换器强调可靠性,尽可能透彻理解恒功率负分析变换器闭环控制性能。文[5]基于频域方法分载时变换器各种运行模式下的稳定性和动态性能别分析了电流电压双闭环控制的BUCK变换器与是至关重要的。本文以恒功率负载时电流电压双闭收稿日期:2004-03-24;修订日期:2004-10-10作者简介:朱成花,女,博士研究生,1976年5月生,E-mail:zhu-chen
8、hua@hotmail.com;严仰光,男,教授,博士生导师,1935年生。第1
