并联Boost变换器建模与控制

作为开关电源研究的基础,DC/DC开关变换器的建模与控制对开关电源的分析和设计具有重要意义。随着分布式电源和低电压大电流电源的广泛应用,并联开关电源越来越受到人们的重视。本文针对并联Boost变换器,深入研究了其建模与控制问题,有助于开关电源的性能优化和设计效率的提高,主要工作如下: 本文针对并联Boost变换器,采用状态空间建模法和T-S模糊建模方法,在电感电流连续和电感电流断续两种工作模式下,分别建立并联理想和并联非理想Boost变换器的状态空间模型和T-S模糊模型。 在并联Boost变换器的控制器设计方面,本文首先用传统的PI控制算法,并利用临界灵敏度方法进行了参数整定,进行仿真研究。基于建立的并联非理想Boost变换器T-S模糊模型,在电感电流连续和电感电流断续两种模式下分别设计相应的模糊控制器。仿真结果表明,T-S模糊控制较PI控制相比,控制性能更好。 另外,在对并联Boost变换器研究的基础上,提出了Boost变换器组式交错并联技术,详细介绍了其原理及工作过程,以双并联两组交错Boost变换器为例,给出交错驱动信号产生方法和均流方案的设计过程。本系统采用权值自调整平均电流控制策略进行均流控制,有效解决了传统平均电流均流法在模块故障的情况下不能正确均流的问题。仿真结果表明,并联变换器各个模块输出电流均等,在子模块故障的情况下,其余各模块正确均分负载电流,两组变换器交错运行,有效降低了输出电流纹波幅值,提高了输出电流纹波频率。 最后,基于dSPACE硬件实验平台,设计了并联Boost变换器PI控制系统和T-S模糊控制系统实验方案。试验结果表明T-S模糊控制系统的有效性和先进性。