多電平直流變換器的解耦控制及閉環(huán)設(shè)計.pdf

1、多電平變換器具有電壓應(yīng)力低、輸出濾波器小及輸出電壓諧波含量小等優(yōu)點，特別適合于高電壓大功率的應(yīng)用場合，近年來正受到越來越多的關(guān)注。該變換器利用飛跨電容使得輸入電壓在串聯(lián)的各開關(guān)管之間均分，以降低開關(guān)管的電壓應(yīng)力，因此飛跨電容電壓保持在適當(dāng)值是保證變換器正常工作且具有良好性能的關(guān)鍵。 多電平變換器的控制量(各開關(guān)管占空比)和被控量(輸出電壓及各飛跨電容電壓)之間存在耦合關(guān)系，它是一個多輸入多輸出、強耦合的非線性系統(tǒng)，因此需要將其解

2、耦成多個單輸入單輸出系統(tǒng)，以對被控量進行獨立的閉環(huán)控制。 本文首先建立了Buck多電平變換器的小信號模型，并利用文獻[8]提出的控制方法將該變換器解耦成多個單輸入單輸出系統(tǒng)。然后以Buck三電平變換器為例，分別設(shè)計其輸出電壓閉環(huán)和飛跨電容電壓閉環(huán)的補償網(wǎng)絡(luò)，最后進行了仿真和實驗驗證。仿真和實驗結(jié)果表明，本文所建立的小信號模型是正確的，基于該模型設(shè)計的補償網(wǎng)絡(luò)可以使變換器具有較快的動態(tài)響應(yīng)，同時也表明輸出電壓閉環(huán)和飛跨電容電壓閉環(huán)