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文档简介

1、磁悬浮列车的电流型控制辅助电源设计 前言1 开关电源需要对被控输出变量采用闭环控制, 以使系统对输入电压变化或负载电流变化能及时调节, 并具有期望的动态响应。传统的开关电源大都采用电压型控制, 即只对输出电压采样, 并作为反馈信号实现闭环控制, 以稳定输出电压。在其控制过程中, 电感电流未参与控制, 是独立变量, 开关变换器为二阶系统, 有两个状态变量, 即输出滤波电容的电压和输出滤波电感的电流。二阶系统是一个有条件的稳定系统, 只有对误差放大器补偿网络进行精心设计和计算, 才能保证系统稳定工作。由于开关电源的电流都要流经电感, 将使滤波电容上的电压信号对电流信号产生90延迟。因此, 仅采用采

2、样输出电压的办法, 其稳压响应速度慢, 稳定性差, 甚至在大信号变化时会产生振荡, 从而损坏功率器件。 采用电流型控制的开关电源是一个双闭环控制系统, 针对电压型控制的缺点, 电流型控制既保留了电压型控制的输出电压反馈, 又增加了电感电流反馈, 而且这个电流反馈就作为PWM 控制变换器的斜坡函数, 从而不再需要锯齿波发生器, 使系统的性能具有明显的优越性。由于反馈电感电流的变化率di.dt 直接跟随输入电压和输出电压的变化而变化, 电感电流的平均值正比于负载电流。电压反馈回路中, 误差放大器的输出作为电流给定信号, 与反馈的电感电流比较, 直接控制功率开关通断的占空比, 使功率开关的峰值电流受

3、电流给定信号的控制。电流型控制方法的特点如下:(1) 系统具有快速的输入、输出动态响应和高度的稳定性;(2) 很高的输出电压精度;(3) 具有内在对功率开关电流的控制能力;(4) 良好的并联运行能力。 目前, 随着电流型控制集成控制器的出现, 电流型控制技术越来越多地被应用于实际的设计当中。 虽然电流型控制较电压型控制有许多优点, 但是对于检测固定频率、峰值电流的变换器而言, 电流型控制仍然存在着一些不足, 主要表现在以下几点:(1) 存在一定条件下抗干扰能力差的问题。如果电感电流上升率不够大, 电路的分布电容会引起开通电流尖峰, 可能会造成开关管突然关断, 造成次谐波振荡(Subharmon icO scillat ion)。在没有斜坡补偿情况下, 当占空比大于50% 时, 次谐波振荡将会发散, 造成系统的不稳定。(2) 控制信号与开关管电流有关, 因此, 功率级电路的振荡会给控制环带来噪声。(3) 电感峰值电流与平均输出电流有误差。电流控制模式采用斜坡补偿后, 上述部分问题都能得到满意的解决, 并且不影响其优势的发挥。2电流型控制变换器的斜坡补偿2 对于任何固定频率的电流型控制变换器, 当占空比超过50% 时, 不论电压反馈环的状态如何, 电流内环都是不稳定

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