一种具有快速动态响应的峰值电流控制.pdf

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1、研究与开发一种具有快速动态响应的峰值电流控制何宏伟林维明(福州大学电气工程与自动化学院，福州350108)摘要本文提出了一种负载电流注入的开关落地降压式Cuk变换器电流型控制策略，主电路可以实现驱动方便的低输入输出纹波降压变换。采用该控制方案可以有效地提高系统的动态响应能力。本文简要介绍该开关落地降压式Cuk变换器工作原理，分析了快速动态控制工作过程和相关设计，并通过Pspice软件仿真和实验样机的方式，验证了该控制方案具有比传统峰值电流控制更为快速的动态响应能力。关键词：开关落地降压式Cuk变换器；低输入输出纹

2、波；快速负载动态响应；控制策略TheNovelPeakCurrentControlStrategywithFastLoadDynamicHeHongweiLinWeiming(CollegeofElectricalEngineeringandAutomation，FuZhouUniversity，FuZhou350108)AbstractAcurrentcontrolmethodwithLoadcurrentinjectionbasedonGroundingtypestep．downCukconverterisp

3、roposedinthispaper，themaincircuitcanhavelowerripplestep’downconversionwhileeasilydriven．Thiscontrolmethodcaneffectivelyimprovethedynamicresponsecapabilityofthesystem．Thispaperintroducestheworkingprincipleofthestep—downconverterbrieflyandthefastdynamiccontrolm

4、ethod，thenverifiesthecontr01methodhasfasterdynamicresponsecapabilitythantraditionalcurrent．．modecontrolthroughPspicesimulationandprototypeexperiment．Keywords：Groundingtypestep-downCukconverter；lowerripple；fastloaddynamic；controlmethod随着电力电子技术的不断发展，电力电子产品被广泛应用

5、于生活中，尤其是电器、照明、通信设备等领域。电力电子装置的核心是开关变换电路，而DC—DC变换器是其中重要的一部分，因此研究DC．DC变换器具有重要意义⋯。对于一些特定的应用场合如降压变换场合，电源质量的要求高，比如输出电压稳定可调、响应速度快、输入电流谐波小等。因此，研究方便驱动的具有低输入输出纹波的拓扑和具有快速动态响应的控制策略具有重要意义。1主电路分析为了实现低纹波降压变换需求和实现方便的驱动，本文提出一种主电路为开关落地降压式Cuk电路，它是在降压Cuk电路的基础上进行改进，如下图1所示为电路原理图。它

6、的特点是在输入输出端均有电感，输入输出电流纹波小、电磁干扰小、EMI效果好[21，且开关管落地，驱动电路方便实现。22I电'技难2014年第1期图1新型降压Cuk电路原理图如图2所示为新型降压Cuk电路在连续导电模式(CCM，ContinuousConductionMode)下的两个工作模态。其中疋为开关周期，t。。为开关管导通时间。开关频率不变，采用PWM控制方式。为对电路工作原理做简要分析，先做如下假定：1)开关管S和二极管D都是理想器件，导通时压降为零，截止时漏电流为零。2)电感和电容都是理想元件，在一个开

7、关周期内电容电压恒定不变，电感电流线性变化。+b．。h．阡断蔼雕：『jc檀

8、ic寺Jis图2CCM降压Cuk工作模态在CCM模式下对电路进行稳态分析：1)模态1：t∈[0，／'on]时，开关管S导通，输入电压U。提供能量给输出负载尺，同时对电感￡1充电；中间电容Cn上的电压阢。对电感￡2充电；二极管D承受反向压降关断。假设电感￡1屯2气，此时电感￡1、三2电流与电压的关系式由法拉第定律可得厶孚=Ui。一U。(1)Ul￡2孚：U。。一U。(2)tdl2)模态2：t∈[to。，l】时，开关管S关断，三2上电流通过二极

9、管D放电给负载，提供能量给输出负载，同时输入电源U。和电感￡。上的能量提供给输出负载，并对中间电容Cn进行充电。此时电感三。、￡2电流与电压的关系式分别为厶孚：u。。一U。．．，U。。(3)Ul上2粤一U。(4)Ul稳态时，电感两端电压满足伏秒平衡关系，因此，由式(1)至式(4)可得(Ui。一U。)to。+(1一t。。)(Ui。一U。一U。。)=0(5)(乩。一乩)乇。+