單相UPF Boost PWM轉(zhuǎn)換器瞬態(tài)建模分析-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯單相UPFBoostPWM轉(zhuǎn)換器瞬態(tài)建模分析-基礎(chǔ)電子圖1所示為單相UPFBoostPWM轉(zhuǎn)換器框圖，它是以Boost轉(zhuǎn)換器為主電路的雙環(huán)控制系統(tǒng)。外環(huán)為電壓環(huán)，以調(diào)節(jié)輸出電壓的平均值，使其接近于電壓給定值Ur。內(nèi)環(huán)為電流環(huán)，按照平均電流控制模式，通過(guò)負(fù)反饋閉環(huán)控制，使電感電流iL（t）的波形、相位跟蹤輸人整流電壓ui（t），從而保證輸入功率因數(shù)接近于1。

乘法器輸出um（t）為給定電流iREF（t）。當(dāng)電感電流iL（t）很好地跟蹤iREF（t）時(shí)，有（iL（t）為一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均值）：

在下面的分析中，假設(shè)：

（1）輸人整流電壓ui（t）＝Uim|sin(πfit)|，fi為電網(wǎng)頻率；

（2）平均電流控制，運(yùn)行于CCM模式。用平均電路模型計(jì)算，各參量取一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的平均值；

圖1單項(xiàng)UPFBoostPWM轉(zhuǎn)換器框圖

（3）負(fù)載功率P為恒定，電路無(wú)寄生電阻；由KCL：輸出電流（此處指的是二極管D的電流見(jiàn)圖1）

由Tellegen定理，輸出功率（包括電容功率及負(fù)載功率）

考慮到iL（t）≈um（t）/Ri，式（13－59）也可以寫(xiě)成

對(duì)式（13－58）、式（13－60）加小信號(hào)擾動(dòng)，令uo(t)、io、um(t)為擾動(dòng)量，Uo、Io和Um為相應(yīng)穩(wěn)態(tài)量，即

請(qǐng)注意，此處的Uo和Io為直流分量（平均值），而穩(wěn)態(tài)，Um＝um（t）為時(shí)變量。忽略二階小項(xiàng)，將穩(wěn)態(tài)量與瞬態(tài)量分離，并令

得到峰值電流控制的單相UPFBoostPWM轉(zhuǎn)換器的小信號(hào)線性時(shí)域模型：

取拉普拉斯變換，可以得到電壓環(huán)開(kāi)環(huán)、峰值電流控制的單相UPFBoostPWM轉(zhuǎn)換器控制一輸出傳遞函數(shù)：

式中，Km＝MTp/TzoG（s）含有一個(gè)RHP零點(diǎn)1/Tz，一個(gè)LHP極點(diǎn)-1/Tp，屬于一階非相位系統(tǒng)，由式（13－61（a））、式（13－61（b））可知，零點(diǎn)1/Tz，和極點(diǎn)1/Tp，均為時(shí)變的。而峰值電流控制、電壓環(huán)開(kāi)環(huán)的BuckBoost電源系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的零點(diǎn)1/Tz和極點(diǎn)1/Tp，均為非時(shí)變的，見(jiàn)式（13－55）。

單環(huán)電壓型控制Boost轉(zhuǎn)換器的傳遞函數(shù)與UPFBoost系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的比較，見(jiàn)表

表單環(huán)電壓型控制B