電氣工程綜合設(shè)計(jì)報(bào)告buck電路閉環(huán)控制策略研究(已改無(wú)錯(cuò)字)
2023-04-23 11:15:03 本頁(yè)面
【正文】 ………….(14)……………………………….(15)………………………………(16)由上述三式構(gòu)建小信號(hào)ac等效電路如下圖示由上圖可以獲知： …………………………………..(17) ……………………………………(18)……………(19)…………………………………….(20)……………………………………..(21)(1) 輸入直流電壓15伏。(2) 輸出直流電壓5伏。(3) 額定電流10安培。(4) 負(fù)載調(diào)整率SI≤5%。(5) 輸出噪聲紋波電壓峰峰值UOPP≤50mV。(6) 開關(guān)頻率(fs)：100kHz。 主電路參數(shù)計(jì)算(1)濾波電感和電容參數(shù)設(shè)計(jì)濾波電容的ESR為： 電容的為常數(shù)，約為本課題選擇，由上式中得到RE=，得到C=3000。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通，截止時(shí)變換器電壓方程為： 設(shè)二極管的通態(tài)壓降VD=；電感內(nèi)阻的壓降VL=；開關(guān)管導(dǎo)通壓降VON=；根據(jù)，可以求出TON=。又 可得： 為了保證電流的脈動(dòng)小于2A，可將電感的值，適當(dāng)放大些，.第四章 V2控制電路分析及設(shè)計(jì) V2控制環(huán)原理如圖所示為V2控制的等效原理圖，可以看出控制器由PWM比較器和EA (誤差放大器 ) 兩部分組成。其中PWM比較器等效為Fm1和Fm2兩個(gè)傳遞函數(shù)，并由控制策略唯一決定； E A為補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)其傳遞函數(shù)為Av。從而控制環(huán)的傳遞函數(shù)為下圖為V2控制的動(dòng)態(tài)波形，圖中為輸出谷值電壓。為輸出包絡(luò)峰值電壓。是輸出電壓的狀態(tài)平均值。是上升沿的斜率；是開關(guān)頻率。由上圖可以求出開通時(shí)間：Sr由電感電流紋波Rs決定：將式 ( 3 ) 代入式 ( 2 ) 可推得然后式( 4 )兩邊對(duì)uo取偏導(dǎo)得用同樣的方法可以得到Fm2的表達(dá)式 ,可以證明Fm2的表達(dá)式和式( 5 )一樣，只是極性反相，即聯(lián)立式( 1 )和式( 6 )得到V2控制環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)：并且有由式( 8 )可見(jiàn),當(dāng)設(shè)計(jì)誤差放大器在高頻段使 ，則控制環(huán)的增益主要由快速的內(nèi)環(huán) 提供；在低頻段的時(shí)候使得，則控制環(huán)的增益主要由慢的外環(huán)提供。這樣，兩個(gè)環(huán)路相互配合使得控制環(huán)在寬的頻率范圍保持高的增益，從而使得整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)具有較快的瞬態(tài) 響應(yīng)。對(duì)于圖5所示工作在CCM模式下的V2控制Buck變換器，首先建立其控制環(huán)節(jié)的小信號(hào)模型，在此基礎(chǔ)上建立其完整的小信號(hào)模型。如圖7所示為采用斜坡補(bǔ)償?shù)腣2控制環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)波形，其中vc為控制電壓；虛線v為輸出電壓的平均值；?mc為斜坡補(bǔ)償電壓的斜率；m1為輸出電壓紋波上升階段的斜率；?m2為輸出電壓紋波下降階段的斜率。由圖7可得穩(wěn)態(tài)時(shí)對(duì)式(1)中相關(guān)變量取小信號(hào)擾動(dòng) 將式(2)代入式(1)，并忽略二階小信號(hào)變量，則可分別得到如下的直流穩(wěn)態(tài)和交流小信號(hào)特性表達(dá)式：直流穩(wěn)態(tài)特性表達(dá)式 交流小信號(hào)特性表達(dá)式 其中圖7V2控制環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)波形對(duì)于圖5所示V2控制buck變換器，可求得輸出電壓上升沿斜率為對(duì)式(7
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1