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摘 要:
Boost变换器具有升压功能,主要是用来增加直流电压的,用于各种输出电压大于输入电压的直流升压场合,同时具有驱动电路设计容易等特点,是非常常见的DC-DC转换器的一种,而 DC-DC转换器是一个非线性的时变动力学系统,其非线性会导致倍周期分叉,边界碰撞分叉,次谐波振荡,准周期振荡等问题,boost升压系统作为一个非最小相位系统,在s域的右半平面只有一个零点,因而系统的动态特性受其具体的电路参数很大影响,系统的稳定性相对比较差。一直以来针对boost变换器的稳定性算法优化有很多,比如相对传统的PI控制器,以及一些优化了的PID控制器,模糊PI控制,模糊PID控制等,同时对于实现buck-boost的电路搭建也是一个热门研究话题,本文主要是对于boost电路的原理及其控制方法进行一定的概述,并对于相关领域的算法优化发展进行一定的整理。
关键词: boost,dc/dc,鲁棒性,稳压控制,PI调节
引言
Dc/dc变换器作为开关电源来说,是十分高效且可靠的,并且具备高功率密度,在通信,计算机及工业上面都有着非常广泛的用途,boost变换器是dc/dc变换器的一种,可以对输入的电压进行升压转换,从而增加直流电压,充分满足了现当代电子设备对于设备电源的需求,一般的buck-boost变换器可以使直流电压调节至设备所需电压,是当前一个非常常用的电路设备,同时对于很多新型能源来说,boost升压电路仍是功能中非常常见的电路环节。而电感和电容作为开关功率变换器必不可缺的电路元件,也一直是一个研究重点,在针对DC/DC变换器研究的过程中,许多文献对于其稳定性提出了很多算法上的优化,同时也给出了很多基于实际操作和实际需求的电路搭建方式和处理方式,旨在通过闭环反馈调节及算法优化来实现系统的稳定,同时通过实际电路搭建来实现boost在实际工业或通信计算机中的运用。
2 研究现状
boost的电路及原理
文献[1]对于转换器电路的基本原理做了总结和阐释,详细介绍了buck,boost,及连续传输模式下(CCM)的升压转换器电源电路等,通过MATLAB进行仿真分析了转换器的工作特性,并进行了一系列的调节,有效减小了开关变换器的输出电流、电压的突变;更有效地提高了控制的精度和稳定性。
文献[2]系统地提出了boost全桥变换器的9种PWM控制方式,以一对斜对角开关管所展示的不同情况划分成了ZCS和ZCZVS两类,并对此做出仿真,验证了其结果。
对于Buck-Boost变换器在断续模式下的工作特性,文献[3]对此进行了精确的分析,根据分数阶微积分推导出了buck/boost变换器的分数阶状态空间模型和传递函数,并在分数阶微积分滤波器近似算法封装分数阶积分模块之上构建了变换器的数学仿真模型,并在MATLAB中进行了数值仿真,并得出结论,指出buck/boost变换器在电感电流断续的模式下的工作特性,用分数阶数学仿真模型会显然优于使用整数阶模型。
boost的控制算法优化
文献[4]对于四开关的buck/boost变换器(FSBB)电路进行了研究,针对两种模式互相切换时会产生性能盲区这一件事,分析了四开关变换器的输入和输出电压的转换比和开关管的占空比之间的联系,从而对串通的控制策略加以改进,提出了一种电压控制且带补偿的四模式的控制策略,同时通过环路的补偿网络设计,提高了变换器的稳定性及性能,同时减少了输入电压的扰动影响,并通过matlab进行仿真,搭建了实验样机,有效验证了理论。
