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电压调节模块滞环控制方法研究

作　者: 刘日科
导　师: 许建平
学　校: 西南交通大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 电压调节模块控制方法快速瞬态响应 V~2滞环控制电压滞环控制电容电流平方滞环控制
分类号: TM423
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 333次
引　用: 6次
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内容摘要

本文简要介绍了电压调节模块(VRM)的概念及其特点,回顾了现有的提高VRM瞬态响应速度的技术与方法,重点分析和研究了两种具有快速响应特征的滞环控制方法——电压滞环控制方法和电容电流平方滞环控制方法。电压滞环控制方法和电容电流平方滞环控制方法都是通过将电容电流信息引入控制器,以提高VRM对输入电压、负载电流扰动的响应速度。本文研究了这两种方法的稳态特性,得到了电感电流连续模式(CCM)和电感电流不连续模式(DCM)下的开关频率、电压偏移、电压纹波峰峰值等的表达式,从而可以定量地分析其影响因素及相互间的制约关系。本文还研究了两种方法的动态特性,得到了负载电流扰动所引起的电压波动量和调节时间的表达式,分析了电路参数及控制器参数对系统稳定性的影响,阐述了系统对输入电压扰动具有快速瞬态响应的机理。对电压滞环控制方法和V~2滞环控制方法的动态性能进行了比较,得到了前者具有更快的瞬态响应速度的结论;对电容电流平方滞环控制方法和电压滞环控制方法的动态性能进行了比较,得到了前者在电容等效串联电阻较小时具有更快的瞬态响应速度,而后者在电容等效串联电阻较大时具有更快的瞬态响应速度的结论。通过实验对文中部分结论进行了验证。

全文目录

第1章绪论  9-18
  1.1 电压调节模块VRM及其特点  9-10
  1.2 提高VRM响应速度的方法  10-15
    1.2.1 VRM主电路拓扑  10-13
    1.2.2 控制方法的研究  13-15
  1.3 滞环控制与滑模控制  15-16
  1.4 论文主要工作  16-18
第2章电压滞环控制Buck变换器稳态性能  18-38
  2.1 电压滞环控制方法的工作原理  18-19
  2.2 电感电流连续模式(CCM)下的稳态性能  19-27
    2.2.1 CCM下各主要电量的表达式  20-21
    2.2.2 电容电流峰值、电容切换电压的确定  21-22
    2.2.3 开关频率的确定  22-23
    2.2.4 电压偏移量的确定  23-25
    2.2.5 电压纹波峰峰值的确定  25-27
  2.3 电感电流不连续模式(DCM)下的稳态性能  27-37
    2.3.1 DCM下各主要电量的表达式  28-29
    2.3.2 电容电流峰值、电容切换电压的确定  29-31
    2.3.3 开关频率的确定  31-32
    2.3.4 电压偏移量的确定  32-34
    2.3.5 电压纹波峰峰值的确定  34-37
  2.4 本章小结  37-38
第3章电压滞环控制Buck变换器动态性能  38-58
  3.1 负载扰动调节过程分析  38-53
    3.1.1 基本假设  38-39
    3.1.2 滑模运动过程  39-40
    3.1.3 正常运动过程  40-51
    3.1.4 系统相图  51-53
  3.2 输入电压扰动调节过程分析  53-55
  3.3 电压滞环控制与V~2滞环控制方法性能比较  55-56
  3.4 本章小结  56-58
第4章 CCSH控制Buck变换器动态性能分析  58-84
  4.1 CCSH控制方法简介  58-63
    4.1.1 CCSH控制方法控制思想  58-60
    4.1.2 CCSH控制方法的导出  60-63
  4.2 负载扰动调节过程分析  63-81
    4.2.1 滑模运动过程  63-65
    4.2.2 负载扰动调节过程  65-79
    4.2.3 系统相图  79-81
  4.3 输入电压扰动调节过程分析  81-82
  4.4 CCSH控制与电压滞环控制性能比较  82-83
  4.5 本章小结  83-84
第5章 CCSH控制Buck变换器稳态性能分析  84-96
  5.1 电感电流连续模式(CCM)下的稳态性能  84-89
    5.1.1 CCM下各主要电量的表达式  84-85
    5.1.2 电容电流峰值、电容切换电压的确定  85-86
    5.1.3 开关频率的确定  86
    5.1.4 电压偏移量的确定  86-87
    5.1.5 电压纹波峰峰值的确定  87-89
  5.2 电感电流不连续模式(DCM)下的稳态性能  89-95
    5.2.1 DCM下各主要电量的表达式  89
    5.2.2 电容电流峰值、电容切换电压的确定  89-91
    5.2.3 开关频率的确定  91-92
    5.2.4 电压偏移量的确定  92-94
    5.2.5 电压纹波峰峰值的确定  94-95
  5.3 本章小结  95-96
第6章实验研究  96-108
  6.1 实验电路及参数  96-99
  6.2 稳态特性实验结果  99-103
  6.3 负载扰动调节特性实验结果  103-107
  6.4 本章小结  107-108
结束语  108-109
致谢  109-110
参考文献  110-116
攻读硕士学位期间发表论文  116

电压调节模块滞环控制方法研究

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