Buck-Boost变换器的环路补偿及仿真.pdf

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1、第5l卷第8期电测与仪表VO1．51No．82014年4月25日ElectricalMeasurement&InstrumentationApr．25，2014Buck—Boost变换器的环路补偿及仿真水于月森，戚文艳(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221008)摘要：设计DC—DC变换器时为了使其满足静态和动态指标的要求，一般需要设计良好的补偿网络，而变换器输出滤波电容的等效串联电阻ESR对补偿网络的影响是不可忽略的。为了探究等效串联电阻对补偿网络的影响，该文采用波特图法对工作在连续工作模式(CCM模式)下的Buck—Boost变换器的稳定性进行分析，并讨论了有无ES

2、R时补偿器的设计方案，结果显示ESR不同，选用的补偿方案也不同；然后利用Matlab工具对补偿后的Buck—Boost变换器进行仿真，验证补偿网络设计的正确性。关键词：Buck—Boost变换器；ESR；波特图法；Matlab仿真；补偿器中图分类号：TM344．1文献标识码：B文章编号：1001—1390(2014)08—0091—04LoopCompensationandSimulationofBuck-BoostConverterYUYue-sen，QIWen—yan(SchoolofInformationandElectricEngineeringChinaUniversi

3、tyofMiningAndTechnology，Xuzhou221008，Jiangsu，China)Abstract：Awell—designedcompensationnetworkiSalwaysneededtotheDC—DCconvertersatisfytherequirementsofthestaticanddynamicindicators．ItshouldnotbenegligentthatESRofoutputfiltercapacitorhaseffectsontheloopcompensation．ToexploretheeffectofESRonloop

4、compensation，thestabilityofBuck—BoostconverterinCCMhasbeenanalyzedbyBodediagraminthispaper，andappropriatecompensationschemesarediscusseddesignedwithorwithoutESR．TheresultsshowthatwithdifferentESRschemeswillaskfordifferentcompensationschemes．SimulationresultsbasedonMatlabverifythecorrectnessof

5、thecompensationnetwork．Keywords：Buck-Boostconverter，ESR，bodefigures，Matlabsimulation，compensator0引言Buck—Boost变换器的原理图如图1所示。开关电源变换器是现代电路理论的重要研究对主要技术指标为：开关频率．=100kHz；象，设{怕程中需要满足静态指标和动态指标的要，这就要求除了精心设计主回路外还需要一个良好的控输入电压V=48V；制系统，因此补偿网络的设计尤为重要。由于开关电源输出电压V=12V；变换器中输出滤波电容的等效串联电阻ESR会引入一占空比D=0．2；个零点频率，从

6、而对环路的设计产生一定的影响，因此电阻R=121~；一1分析ESR。对环路补偿的影响有着重要的意义。电感L=0．3x10H；尺=0．0001Q；该文选择Buck—Boost变换器作为研究对象，来讨论非线性器件中的等效串联电阻对变换器环路设计『11的影响，并利用开关电源的小信号传递函数一，对此环路的补偿设计进行了定性分析和定量计算，最后通过仿真验证设计的合理性。1Buck—Boost变换器的原理图及主要技术指标图1Buck—Boost变换器的原理图基金项目：中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(12Ms108)Fig．1SchematicdiagramofBuck-Boostco

7、nverter一91—第51卷第8期电测与仪表Vo1．5lNO．82014年4月25日ElectricalMeasurement&InstrumentatjonApr．25，2014电容C=4．8x10F；Rc=0．01Q；(2)Rl=100k~；R2=100kf／。2反馈环路稳定性判据及典型补偿方法反馈分压网络的传递函数：2．1反馈环路稳定性判据H()：：(3)整个环路的增益为OdB时的相移应小于180”，同V(S)R1+尺时相位裕度通常取45”，且整个环路的开环幅频特性因此，