开关变换器的控制方法始终是电力电子技术领域研究的热点问题, 目前最流行的脉冲宽度调制 ( PWM )方法在过去的几十年里已经得到了充分的研究和发展. 而开关变换器本身作为一种强非线性系 统, 在采用非线性方法进行控制时, 应该具有更好的动态性能. 正是基于这样的考虑, K. M. Sm edley等人于 1990年提出了开关变换器的单周期控制技术. 单周期控制具有动态响应快、开关频率固定等特点[ 1] , 并且 能够有效地抑制输入扰动, 这是其与一般 PWM 技术的主要区别. 单周期控制技术提出以后, 在交直流调 压、功率放大器、有源滤波、功率因数校正等很多领域得到了广泛的研究和应用[ 2-5] , 并且已经出现采用单 周期控制技术的功率因数校正专用集成电路. 而 Cuk变换器作为一种优良的拓扑结构, 具有输入输出电 流无脉动、电磁干扰小、输出电压升降、驱动简单等优点, 是一种用最少元件获得较理想变换性能的变换 器. 近十年来, Cuk拓扑结构的应用已经扩展到了交流调压、光伏发电、PWM 整流、无功补偿等诸多领 域[ 6-9] , 再次证明了这种拓扑具有蓬勃的生命力和广阔的应用前景. 本文首先讨论了传统单周期控制方案 应用于 Cuk变换器时带来的启动问题, 然后结合 Cuk变换器全局稳定性的分析, 采用固定占空比控制的 辅助方案, 很好地解决了变换器的启动问题, 并实现了 Cuk变换器的单周期控制. 对所提出的方案进行了 仿真分析和实验验证, 结果证明了理论分析与解决方案的正确性与有效性.
单周期控制cuk变换器的启动问题与解决方案.pdf
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