閉環(huán)反饋控制功率電子變換系統(tǒng)不穩(wěn)定性抑制技術(編輯修改稿)
2025-08-10 02:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 率開關的轉(zhuǎn)換時刻變化，從而控制了功率開關的占空比。這對輸入電壓的變化而言，電流內(nèi)環(huán)實質(zhì)上起到了前饋控制作用，即輸入電壓變化尚未導致輸出電壓變化，就由電流內(nèi)環(huán)產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用。由于電流內(nèi)環(huán)具有快速的響應，從分析整個系統(tǒng)的瞬態(tài)可看出，對于電壓反饋外環(huán)，電流內(nèi)環(huán)相當于一個受控放大器，外環(huán)的瞬態(tài)響應速度僅決定于濾波電容Cf和負載性質(zhì)，所以整個系統(tǒng)具有快速的瞬態(tài)響應。對整個系統(tǒng)而言，LC濾波器對穩(wěn)定性影響減小，二階環(huán)節(jié)（LC）的輸出濾波器降低為一階環(huán)節(jié)（C）[36]。也就是說，整個系統(tǒng)除內(nèi)環(huán)外，只有一個與濾波電容有關的比例積分環(huán)節(jié)和一個與負載有關的一階或二階環(huán)節(jié)，具有高度的穩(wěn)定性。新穎的輸出濾波器可控阻尼抑制技術 可控阻尼LC輸出濾波器 變換器常規(guī)輸出濾波器等效電路如圖4a所示，輸出電壓uO對濾波器前端電壓uAB的傳遞函數(shù)為其有效阻尼比 ，諧振峰值 。當負載電阻RL→∞時， →0，同時諧振峰值MP→∞。對于二階系統(tǒng)，MP表征系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性，MP， ，這時可以獲得滿意的瞬態(tài)性能。當MP，階躍響應將出現(xiàn)幾次超調(diào)；一般來說，MP的值越大，相應的瞬態(tài)超調(diào)量便越大。當MP很大時，如果系統(tǒng)受到頻率在諧振頻率 ，空載或輕載時和無阻尼自然諧振頻率ωn很接近）附近的干擾信號作用，LC輸出濾波器不能對其進行有效抑制和濾除，輸出端便具有相對值較大甚至是放大的擾動分量，可能會造成嚴重后果[1]?！ 臑V波器瞬態(tài)響應角度看，在空載或輕載時，若LC濾波器前端出現(xiàn)一擾動階躍輸入Ur，則濾波器輸出端相應地出現(xiàn)多次振蕩，該振蕩疊加到輸出電壓上，引起輸出電壓誤差較大。為簡化分析，在此僅討論空載時情況，由疊加原理可得其振蕩電路如圖4b所示，Rd包括了引線電阻與感容寄生電阻，其值非常小。由該擾動階躍輸入Ur在濾波器輸出端引起的振蕩電壓分量為 式（8）中第一項就此次擾動而言是個定值，它所引起的電壓誤差量通過反饋控制系統(tǒng)很容易得到調(diào)節(jié)；因為Rd非常小，故（8）式第二項幅值衰減很慢。雖然控制系統(tǒng)的補償網(wǎng)絡可對其進行一定的調(diào)節(jié)作用，但由于其頻率ω1和無阻尼自然諧振頻率ωn很接近，若控制系統(tǒng)補償網(wǎng)絡的動態(tài)響應速度不是非常迅速時（如電壓單閉環(huán)反饋系統(tǒng)），則此時系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用就比較有限，并且反容易受到該振蕩分量的影響，引起uAB中出現(xiàn)頻率與無阻尼自然諧振頻率ωn相近的諧波分量，LC輸出濾波器不能對其進行有效抑制和濾除，最后表現(xiàn)為輸出電壓基
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