三電平Buck直流變換器控制策略研究.pdf

1、隨著能源技術(shù)的發(fā)展，電力電子變換器在中大功率場(chǎng)合得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。由于可以降低開關(guān)管的電壓應(yīng)力，三電平直流變換器逐漸成為電力電子領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。與ISOS直流變換器相比，三電平直流變換器的電感電流紋波更小。從變換器拓?fù)渖蟻?lái)說，三電平變換器使用了較少的無(wú)源元件，便于系統(tǒng)集成。但是，要實(shí)現(xiàn)三電平直流變換器的優(yōu)點(diǎn)，必須保證飛跨電容電壓的穩(wěn)定。本文主要研究三電平Buck(Buck TL)直流變換器及其控制策略。
　　 本文詳細(xì)分析了

2、引入交錯(cuò)控制技術(shù)的Buck TL直流變換器的基本工作原理和性能特點(diǎn)以及造成飛跨電容電壓不穩(wěn)定的因素。指出單純依靠輸出電壓閉環(huán)控制不能保證飛跨電容電壓的穩(wěn)定。針對(duì)飛跨電容電壓穩(wěn)定的問題，研究了兩種飛跨電容電壓控制策略，即電壓解耦控制和谷值電流控制。
　　 研究結(jié)果表明：電壓解耦控制和谷值電流控制都能夠確保飛跨電容電壓的穩(wěn)定。電壓解耦控制通過輸出電壓閉環(huán)確定占空比，然后通過飛跨電容電壓閉環(huán)微調(diào)占空比來(lái)保持飛跨電容電壓的穩(wěn)定。由于電感

3、電流中包含飛跨電容電壓的信息，可以通過調(diào)節(jié)電感電流來(lái)實(shí)現(xiàn)飛跨電容電壓的穩(wěn)定。因此，通過前緣調(diào)制的谷值電流控制方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電感電流的控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)飛跨電容電壓的控制。
　　 針對(duì)研究的兩種控制策略，應(yīng)用等效受控源電路法和狀態(tài)空間平均法分別建立各自的小信號(hào)模型。以此為依據(jù)，設(shè)計(jì)變換器的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，完成閉環(huán)系統(tǒng)的搭建。仿真結(jié)果表明：在低占空比下，電流模式控制比電壓模式控制具有更優(yōu)越的性能。
　　 在理論研究和仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)上