Boost变换器的无源性电流控制方法.pdf

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1、第46巷弟11期VO1．斗0．0．1l2012年11月November2012Boost变换器的无源性电流控制方法廖鸿飞，帅定新，梁奇峰(1．中山火炬职业技术学院，电子工程系，广州中山528400；2．攀枝花学院，电气信息工程学院，四川攀枝花617000)摘要：为提高Boost变换器控制性能，提出了一种新型Boost变换器的无源性电流控制方法，通过直接控制电感电流间接控制输出电压。首先根据无源性控制方法建立了系统的欧拉．拉格朗日功率模型，然后基于无源性理论和Layapunov稳定性理论，推导出系统的无源性控制规律。此处提出的控制方法结构简单，成本低，易于实

2、现。实验结果验证了该控制方法的正确性，采用无源性电流控制方法的Boost变换器具有稳定的输出电压，对负载扰动有较强的鲁棒性及良好的动态响应。关键词：升压变换器；无源性；电流控制；非线性控制中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)11-0044—03ThePassivity．basedCurrentControlMethodforBoostConverterLIAOHong—fei，SHUAIDing—xin2，LIANGQi—feng(1．ZhongshanTorchPolytechnic，Zhongshan528400，

3、China)Abstract：InordertoachievegoodcontrolabilityofBoostconverter，anewcurrentcontrolmethodbasedonpassivitycontroltheoryisproposed，theoutputvoltageiscontrolledbytheinductorcurrentindirectly．TheEuler-Lagrangemod—e1ofsystembasedonpassivity-basedcontrolmethodisbuiltupatfirst．thenthepa

4、ssivity—basedcontrolmleisde—ducedbasedonpassivitytheoryandLayapunovtheory．Thecontrolmethodhasadvantagesofsimplecontrollerstruc—ture，lowcostandeasytoimplement．Thevalidityofthecontrolschemeisverifiedbytestresuh．TheBoostconvertercontrolledbypassivity—basedcurrentcontrolmethodhasastab

5、leoutput，strongrobustness，goodtransientresponse．Keywords：Boostconverter；passivity-based；currentcontrol；nonlinearcontrol1引言源性控制方法进行了研究，采用无源性电压环和电流环双环控制的方式，使变换器具有较好的控Boost变换器由于具有结构简单，输入电压范制性能。但结构复杂。这里基于无源控制理论，提围宽，输入电流纹波小等优点，因此在电力电子领出一种新型Boost变换器无源性电流控制方法，实域得到了广泛应用。传统的Boost变换器通常采用现了B

6、oost变换器的稳定控制。研究表明，Boost变电流内环和电压外环的双环PID控制。以获得良换器在电压模式控制时存在右半平面零点，为非好的静态特性；但该控制结构复杂，并且采用线性最小相位系统。控制系统不稳定；在电流模式控制控制方式，当系统状态发生大范围波动时。如负载时，系统为最小相位系统，才能实现稳定控制【。或输入电压大范围变化时。线性控制方式无法得故这里采用直接控制电感电流间接控制输出电压到满意的控制效果，甚至不稳定[”。的控制方式，利用“注入阻尼加速系统稳定”的无非线性控制策略能极大提高开关变换器控制源性控制理论和Layapunov稳定性理论，推导出系

7、性能．其中基于能量耗散理论的无源性控制策略，统的无源控制规律，并进行了实验验证。实验结果由于其能量特性能从本质上满足功率开关变换器表明该控制方案与传统PID控制相比，采用单环的控制特性，并具有优秀的控制性能，从而得到了控制，结构更简单，鲁棒性更强，动态响应更快。广泛关注和应用。文献[2]研究了Buck变换器的无源性电压控制策略，但无源性单电压环控制方法2Boost变换器的功率模型不适合Boost类变换器。文献[3]对Buck．Boost的无Boost变换器的电路结构如图1所示，其中R为负载电阻，为输入电压，Uo为输出电压。为便定稿日期：2012—05—02

8、于分析，假设所有元件均为理想元件。为了获得作者简介：廖鸿飞(198