单周期控制技术的负载调整性能分析与改进 analysis and improvement of load regulation in one-cycle control.pdfVIP

第28卷第4期 电力自动化设备 V01．28No．4 ElectricPowerAutomation ④ 2008年4月 Equipment Apr．2008 单周期控 制技术的 负载调整 性能 分析与 改进 杨自力，蔡丽娟，许文香 (华南理工大学电力学院，广东广州510641) 摘要：单周期控制技术具有很好的输入电压调整性能，但其负载调整性能相对较弱。针对这一特 点，以Buck电路为例，从主回路功率器件的寄生参数和工作模式(连续及断续电流模式)对于积 分结果不同影响的2个方面．详细分析了稳态误差和过渡过程的产生机理。并给出响应的解决方 案以及关键控制电路。其中使用窄脉冲复位方式，能校正续流二极管压降和工作模式转换时引起 的稳态误差：与PID调节方式相结合。对于电感寄生电阻造成的稳态误差和负载电流阶跃时发生 的瞬时振荡，均有良好抑制作用。仿真波形和几组对照实验测量结果均验证了理论分析的正确性 和改进方案的可行性。 关键词：单周期控制；负载调整；复位方式；PID控制 133 中图分类号：TM 文献标识码：A 0引言 由于数学运算简单、输入扰动响应快速、开关变 量误差小等优点[11．单周期控制技术OCC(One．Cycle Contr01)在DC／DC变换器、功率因数校正(PFC)和逆 变电路中得到了广泛的应用[2-6]。目前，其在有源电 力滤波器(APF)领域的应用正成为研究热点[7-9]。 在设备研制中发现。尽管单周期控制拥有上述优 点，但是对于输出负载电流的扰动。其稳态和瞬态抑 制能力却比较薄弱。文献[10]分析了恒功率型的负 圈1单周期控制电路的基本结构 of Basicconstruction controlcircuit 载，但在实际的变换器中，以恒电压输出更为普遍。 Fig．1 one-cycle 单周期控制策略在抑制输入电压扰动上有很大 位，Vn断开，S。闭合，积分电容两端电压下降到零， 的优势。但对输出负载扰动抑制能力不强：而目前应 并保持到下一个周期。 稳定状态下每个周期内电感两端电压的伏秒积 用最为广泛的PID调节方式对负载扰动抑制较好。 ，L ，L 但完成输人扰动的抑制需要多个周期．相对较慢[1¨。 现对单周期控制技术的负载调整性能进行分析，设 边积分再取平均值得： 计出二者结合的实际电路。仿真和试验结果均验证了 1 r￡ 1 r￡ 构思的可行性。 uodt=uo (1) o 奇Jo‰dt=寺J 1基本原理和输入扰动抑制性能分析 可见，只要控制二极管电压每个周期的积分值 为参考电压，就可以控制输出电压。即 对于Buck、Boost及其演变的系列电路，