ac―dcboost变换器次谐波抑制试验

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1、AC―DCBoost变换器次谐波抑制试验　　摘要：建立连续峰值电流型AC-DCBoost变换器电路，研究输入电压时变情况下电路不稳定行为，重点分析电感电流次谐波振荡产生机理。以消除电路次谐波振荡、电路稳定工作为目标，采用参考电流斜坡补偿方法，推导了保证电路稳定工作所需的最小斜坡补偿幅值公式，设计了相应的斜坡补偿电路。实验结果表明补偿方法可以有效地抑制AC-DCBoost变换器电路中次谐波振荡，验证了设计方法和结果的正确性，提出的补偿方法在中小功率开关电源中具有良好的应用前景。　　关键词：AC-DCBoost变换器；次谐波；斜坡补偿　　中图分类号：TP391文献标识码

2、：A文章编号：1009-3044（2016）25-0188-03　　Abstract：AC-DCBoostconverterwithpeakcontinuouscurrentcontrolisbuiltup，andtheunstablebehaviorinconverterwithtime-varyinginputisinvestigated，theoriginofinductorcurrentharmonicoscillationspectrumisanalyzedindetail.Toeliminatetheharmonicoscillation，andensu

3、restableoperationoftheconverter，thereferencecurrentslopecompensationmethodisused.Theequationfortheminimumslopecompensationisderived，whichcanensurethestableofthecircuit.Moreimportant，theharmoniccompensationcurrentisdesignedtosolveaboveproblem.The6experimentalresultsindicatedthattheprovi

4、dedcompensationmethodcaneffectivelyinhibittheharmonicosciallationinAC-DCBoostconverter.Thecorrectnessofthedesignmethodanditsresultareverified.Thenovelcompensationmethodhasgoodapplicationprospectinmiddleandlowpowerswitchingpowersupplies.　　Keywords：AC-DCBoostconverter，harmonic，slopecompe

5、nsation　　近年来，随着电力电子技术的迅速发展，开关电源的应用也越来越广泛。在高频技术的应用下，电源也趋于小型化、微型化，然而高频又不可避免给电路带来严重的次谐波振荡现象，使得电路的稳定能力备受考验，如何高效地抑制高频电源中的次谐波振荡现象，保证电路安全稳定工作已成为目前一个热门课题。以往许多学者对次谐波进行了大量研究，而且取得了许多成果[1-6]，但依然存在两个不足之处：一是大部分研究都是在DC-DCBoost变换器的基础上进行的，通过分析不同电压幅值下电路控制能力，给出电路稳定控制范围，这种静态分析法忽略了输入电压的时变性，不能说明输入电压时变情况下电路的

6、稳定特性。二是文献在对次谐波进行研究时主要是从减小电路功率损耗的角度来考虑的，没有详细分析开关周期内电感电流工作情况，对电路不稳定时电感异常充放电行为缺少合理解释。　　为了研究电压时变模式下电路次谐波不稳定行为，本文以峰值电流型AC-DCBoost电路为基础，分析电感电流次谐波现象，以参考电流斜坡补偿为例，推导最小斜坡补偿幅值公式，为AC-DC6Boost电路的稳定性设计提供理论依据。　　1次谐波振荡的产生及其抑制　　电路原理如图1所示，采用Matlab/Simulink模块建立仿真模型，选取电路基本参数为：，，，，，仿真得到电感电流波形如图2所示。　　图2为0.1

7、80s0.190s时段的波形，可以清晰地看到电感电流在一个工频周期的上升和下降两端均出现次谐波不稳定现象，而且左右不对称。输入电压上升段电感电流由混沌调整经临界点后进入稳定状态，在输入电压下降段，电感电流由稳定状态下降经临界点后重新进入混沌。可见，在输入电压过低时，电路的稳定能力较弱，电感电流易出现次谐波振荡现象。　　为了抑制AC-DCBoost变换器中次谐波不稳定现象，常在反馈回路中适当的引入斜坡补偿信号来拓宽变换器稳定工作范围，从而实现消除次谐波振荡的目的[7]。如图3所示，给参考电流减去一个斜率为的斜坡补偿信号，图中表示电感电流，、分别为电感充电、放电电流