伪连续导电模式二次型Boost变换器研究

作     者：舒立三 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：许建平

授予年度：2014年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：伪连续导电模式 二次型Boost变换器 瞬态响应 DC-DC变换器 

摘      要：太阳能光伏和燃料电池等发电系统对开关DC-DC变换器的升压比提出了高要求,级联变换器可以满足这一要求,但增加了功率开关管数量和控制环路的复杂性。二次型DC-DC变换器仅使用一个开关管实现与占空比成平方关系的电压增益,提高了变换器的升压比,因此得到了广泛关注。当二次型Boost变换器的两个电感均工作于连续导电模式（Continuous conduction mode, CCM）时,其控制-输出传递函数含有三个右半平面零点（Right-half plane, RHP）和两个较大的谐振峰值点,增加了控制环路补偿器的设计难度。 本文提出了伪连续导电模式（Pseudo continuous conduction mode, PCCM）二次型Boost变换器,其输入电感工作于CCM模式、中间电感工作于PCCM模式。通过对中间电感进行续流使二次型PCCM Boost变换器比二次型CCM Boost变换器增加了一个控制自由度,易于优化控制参数设计,既能降低控制环路补偿器的设计难度,又能提高变换器对负载变化的瞬态性能。 深入研究了二次型PCCM Boost变换器的控制策略,根据控制方式的不同,提出了定续流值、定放电时间和定续流时间三种二次型PCCM Boost变换器。分析了不同控制方式下二次型PCCM Boost变换器控制-输出传递函数的频域特性,根据研究结果可知：定续流值二次型PCCM Boost变换器含有两个RHP零点,谐振峰值很小;定放电时间和定续流时间二次型PCCM Boost变换器仅含有一个RHP零点,且没有谐振峰值点。频域分析结果表明,二次型PCCM Boost变换器比二次型CCM Boost变换器易于补偿,既能降低变换器控制环路补偿器的设计难度,又能提高变换器对负载变化的瞬态性能。 最后,实验结果与理论分析相符,并验证了理论分析的正确性。