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编辑:华体会体育-官方网站时间:2022-08-02 23:00点击量:81

  量转换器是一种能,开关状态而非放大状态其功率器件主要工作在,积小、功耗低的特点整体具有频率高、体。中其,可充当二次电源DC/DC变换,换成可调的直流电压将恒定的直流电压变,DC变换中在DC/,路中最常用、最简单的电路拓扑Buck斩波电路是直流斩波电。中只要电子元器件的参数稍有变化由于在经典的Buck斩波电路,生振荡现象系统即会发;外另,率设计的过低系统的穿越频,的响应速度很慢将会导致系统,行调节校正以减小系统的稳态误差本文借助PID补偿网络对其进,B进行幅频域分析借助MATLA,好的实现静态与动态稳定使新系统补偿网络能够很。进行了总体闭环控制的仿真并通过Saber仿真软件,统的改进工作实现对原系,终设计好并将最的

  阶段现,得到迅速发展电力电子技术,生活也随之变得日益密切电力电子设备与人们的,处于核心地位[1-6]开关电源技术在此更是。电源相比较线性,态而非放大状态其工作在开关状,低开关损耗问题可以有效地降;不受功率因数影响较相控电源相比,的导通时间占空比来达到稳压作利用PWM技术来控制IGBT用

  。率变换电路、输出电路、控制电路组成DC/DC变换器包括输入电路、功,节输出电压既可以调,电网侧谐波电流噪声还可以有效地抑制。DC)变换器作为二次电源通常将直流斩波(DC/,度要求甚高对其功率密。电源的不稳定性问题为了解决传统开关,电路为研究对象现以Buck,拓扑结构进行优化将其设计方案、,性和抗干扰性能从而提高其稳定,电源的可靠性进而提高开关。源基本拓扑结构中最简单的一种Buck降压变换器作为开关电,进行降压变换能对输入电压,低于输入电压即输出电压,越的变压功能由于其具有优,要直接降压的场因此可以用于需合

  。ck电路进行参数改进本文将在已有的Bu,波电容重新设计对滤波电感和滤,D调节网络并加入PI,对系统进行仿真验证通过saber软件,度和降低稳态误差的作用最终实现提高系统响应速。路器件的选型和设1 Buck电计

  结构可在不连续模式下工作尽管Buck降压拓扑电路,却会在不连续的模式下出现故障[10]但是一些带Buck型输出滤波器的拓扑,此因,滤波器的拓扑对此类输出,电流(通常为额定电流的1/10)时电感的选择应该保证系统输出最小规定,要保持连续电感电流也,坡峰值一半时对应临界连续直流电流等于电感电流斜,如图1所示主电路拓扑。

  足输出纹波的技术要求滤波电容的选择必须满,不必须是理想电容实际所用电容并,R和电感L的串联它可以等效为电阻,电感L值可以忽略(当前设计为100 kHz)不计频率在300 kHz~500 kHz范围以下时,阻R和电容C的值决定这时输出纹波仅由电:

  电压采样网络(1)设计。开关调节系统时在设计IGBT,除稳态误差es为了更好的消,尤其在直流频率点处)需在系统的低频段(,的幅值远远大于1确保开环传递函数,系统为深度负反馈系统即此时的直流频率点。负反馈系统对于深度,o之比是电压采样网络的传递函数参考电压Vref与输出电压V,即

  2可知由图,1.99 kHz时当穿越频率为fc=,jM=6°相位裕度为。的系统是稳定的可以判断此时,系统中的参数但是如果改变,波动而变得不稳定此时系统可能会,外另,9 kHz)太低时穿越频率(为1.9,度会变得很慢系统的响应速。之总,反向放大器作为控制器只使用一个高增益的,到稳、准、快的要求不能使对象的控制达。此因,需进一步改进该经典电路。

  c=1.99 kHz将图2中的穿越频率f,°进行改进相角裕度6,越频率fc处在远远小于穿,络加入零点fz给予PD补偿网,位移就会变得足够大此时的开环传函超前,充足的相位裕度以确保原系统有。是但,来了新的问题:例如增加零点fz又带,段增益降低如果高频,/dec上升到-20 dB/dec会使系统的原有斜率从-40 dB;度达到90°可能使相位裕,对其他动态性能不利过大的相位裕度会。频率附近再引入一个极点此时可在系统大于零点,决以上产生的相角裕度问题即使用PD补偿网络来解。拓扑结构如图3所示PD补偿网络的电路。

  可以看出由图4,=5.1 kHz当穿越频率为fc,度为时相角裕,2.2 kHz~8.3 kHz)穿越频率符合约定的频率范围内(,函数的相位裕度此时开环传递。以发现此时可,器件的值稍加变化只要系统中的电子,离5.1 kHz穿越频率会稍稍偏,裕度影响较小这时对相位。~1 kHz范围内由于在0 kHz,线是平缓的幅频特性曲,此因,态误差大系统稳。此据,的加入倒置零点解决以上问题可以通过在PID补偿网络。

  选用P沟道MOSFETBuck电路的开关管,SG3525芯片开关管的驱动采用,全和通用性强的单片集成PWM控制芯片SG3525 是一种性能优良、功能齐,使用方便灵活它简单可靠及,推拉输出形式输出驱动为,能力强驱动;电路、软启动控制电路等其内部含有的欠压锁定,、频率可调功能具有过流保护,最大占空比同时能限制,溢出防止。

  er仿真软件利用Sab,进行仿真对系统,的输出响应曲线能够得到系统,线可以得出通过仿真曲,华体会体育最新版本app-手机版下载值为3.34 V输出的电压平均,0.108 V纹波峰峰值为,计要求满足设。以看出仿线可,上的电压值还有一些误差存在实际仿真的电压曲线与理论,中其,调还是稍大曲线的超,态误差仍然存在同时系统的稳,来一定的安全隐患给系统的稳定性带。此为,参数进行重新设置需要对以上系统,差尽可能降为零以确保稳态误。

  可以明显的看出从图8中曲线中,线较修正之前的电压曲线相比经过调整后的系统电压变化曲,不变的前提下在调整时间,调量大大减小使系统的超,的稳态误差为零并且保证了系统,统的抗扰性能大大提升了系。 展4望

  技术的高速发展DC/DC斩波,智能化、集成化、模块化的方向发展使得开关电源技术趋向高性能化、。此基础上并且在,C/DC变换器技术逐渐推出了新的D,RM技术例如V,的响应速度更快速要求其负载电流,小的前提下在体积足够,器件的高效率确保电力电子。如又,后造成的开关器件损耗大增的问题为了应对开关电源趋于高频化发展,了DC/DC变换器中将软开关技术应用到,耗、提高效率的功能以达到减少开关损。

  电路的高速发展随着大规模集成,模块趋于小型化要求开关电源,不断提高开关频率在其设计过程中需,的电路拓扑结构开发和设计新型,斩波电路可代替普通变阻器实现调压和节能的功效本文提出的PID调解网络模式下的Buck直流。压如果超出正常范围开关电源的输出电,备造成损坏会对通信设,设计输出电压保护所以在其输出端,压超过给定值一旦输出电,将输出闭锁开关电源会,保护作用达到过压。用及各种电源系统中在电力电子技术的应,均处于核心位置开关电源技术。型电路为例以传统的大,术会降低整套系统的体积若采用高频开关电源技,效率、节省材料、降低成本而且可极大提高电源利用。前来看就目,子技术应用中起到关键的作用开关电源必将在未来的电力电。

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