研究与开发
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一种改进的多相交错buck变换器的滑模变结构控制器设计
夏建生, 赵进全, 邢玲
西安交通大学电气工程学院,西安 710049
The Improved Design of the Sliding-mode Variable Structure Controller for the Multi-phase Staggered Interleaved Buck Converter
Xia Jiansheng, Zhao Jinquan, Xing Ling
School of Electrical Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049
摘要 滑模变结构控制主要应用于线性或非线性、集中参数及非集中参数、集中控制及离散控制等,以其鲁棒性强,稳态范围宽,动态响应快等特点而引入到开关电源控制中。本文对低压大电流DC-DC变换器的主要拓扑结构-多相交错buck变换器进行了滑模算法分析,并根据它的特性,选择了适当的滑模面;在研究了滑模性能后,为进一步改善交错信号产生原理,对滑模面进行了改进,得到了可以自动交错的多相控制信号;当电感寄生参数DCR不均衡时,提出了占空比补偿的方式,从而改善了各相电感之间的电流平衡。通过仿真分析,得到很好的均流及动态特性。
关键词 :
滑模变结构控制 ,
多相交错变换器 ,
均流 ,
DCR不均衡
Abstract :Sliding mode control is mainly used in linear or nonliner, certain or uncertain, lumped parameters or nonlumped parameter. It has some advantage such as its good robustness, widely steady-state range, and fast dynamic response. SMC had began to apply in switching mode power supply.In this paper the sliding mode controlled VRM is researched and analyzed about SMC of the VRM topology multi-phase buck converter. According to its own character, a proper sliding mode face is selected, and it current sharing and dynamic response is researched. When the DCRs of each phase is not equal, a new control method based on duty cycle compensation is discussed, and its current sharing is available. At last, Simulation and experiment is also done to verify the algorithm.
Key words :
sliding mode control
multi-phase buck converter
current sharing
DCRs not equal
出版日期: 2016-04-20
作者简介 : 夏建生(1955-),副教授,研究方向:控制工程及测控技术。
引用本文:
夏建生, 赵进全, 邢玲. 一种改进的多相交错buck变换器的滑模变结构控制器设计[J]. 电气技术, 2016, 17(4): 1-5.
Xia Jiansheng, Zhao Jinquan, Xing Ling. The Improved Design of the Sliding-mode Variable Structure Controller for the Multi-phase Staggered Interleaved Buck Converter. Electrical Engineering, 2016, 17(4): 1-5.
链接本文:
http://dqjs.cesmedia.cn/CN/Y2016/V17/I4/1
[1] 高为炳. 变结构控制的理论及设计方法[M]. 北京:科学出版社, 1996. [2] 刘金琨, 孙富春. 滑模变结构控制理论及其算法研究与进展[J]. 控制理论与应用, 2007, 24(3): 407-418. [3] Ni Y, Xu Jp. Study of global sliding mode controled switching DC-DC converters[C]//China: IEEE Inter- national Conference on Industrial Technology, 2008: 1-5. [4] Meng Shi. Design and analysis of multiphase DC-DC converters with coupled inductors[D]. Texas A&M University, Master of science, 2007. [5] 裴云庆, 杨旭, 王兆安. 开关稳压电源的设计及应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2010. [6] Al-Hosani K, Utkin VI. Multiphase power boost converters with sliding mode[C]//2009 IEEE CONTROL APPLICATIONS CCA \& INTELLIGENT CONTROL (ISIC), VOLS 1-3, 2009: 1541-1544. [7] 许飞, 马皓, 何湘宁. 电流型交流功率放大器离散衰减变速趋近律控制[J]. 电工技术学报, 2008, 23(5): 75-80. [8] 张翔, 王德石, 李景熹. 滑模控制器趋近律仿真研究[J]. 微处理机, 2008(1): 80-81. [9] 倪雨, 许建平. 准滑模控制开关变换器分析[J]. 中国电机工程学报, 2008, 28(21): 1-6. [10] 李运德, 张淼. 无刷直流电机的指数趋近律滑模变结构控制[J]. 电机与控制应用, 2011, 38(3): 32-35. [11] 张昌凡, 何静. 滑模变结构的智能控制理论与应用研究[M]. 北京: 科学出版社, 2005.
[1]
范文, 张代润, 余炎. 基于Boost+四变压器串/并联LLC级联变换器的研究 [J]. 电气技术, 2018, 19(11): 5-9.
[2]
林丽芗. 多路输出均流LED驱动电源研究 [J]. 电气技术, 2017, 18(3): 69-72.
[3]
刘军, 段韬. 基于中心流形理论的风力发电系统非线性控制策略研究 [J]. 电气技术, 2015, 16(8): 1-6.
[4]
王德贵. 永磁同步电机调速系统的模糊趋近模控制 [J]. 电气技术, 2015, 16(03): 10-14.
[5]
耿敏彪, 袁亚洲, 郭志成. 发电机励磁系统智能均流现状及问题分析 [J]. 电气技术, 2014, 15(12): 77-80.