《脈衝序列調製開關功率變換器控制技術研究》是依託西南交通大學，由許建平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：脈衝序列調製開關功率變換器控制技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：許建平
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
系統深入的研究基於脈衝序列調製的開關變換器控制技術，研究脈衝序列調製開關變換器實現快速瞬態回響速度的原理、實現方法，及對開關變換器瞬態控制特性和穩態控制特性的影響；研究控制脈衝占空比的離散分布方式及對離散分布的占空比進行調製的調製規則，研究其對脈衝序列組合方式的影響；研究占空比離散分布的控制脈衝組成的脈衝序列對開關變換器瞬態和穩態控制特性的影響；研究同時改善開關變換器的瞬態回響速度和穩壓精度的最佳化的占空比離散分布方式及其調製規則，在簡化控制電路的同時，實現開關變換器的最佳化控制；基於平均和能量平衡原理，研究脈衝序列調製開關變換器的建模分析方法，進行穩態特性和小信號特性的分析；研究脈衝序列調製開關變換器的大信號特性、非線性動力學特性和控制系統的穩定性問題；對理論研究成果進行計算機仿真和實驗驗證工作，研製實驗樣機，研究控制電路的集成化實現，建立基於脈衝序列調製開關變換器控制技術的理論體系。
結題摘要
針對下一代微處理器對開關電源回響速度、控制精度和控制系統穩定性的要求，突破傳統開關變換器PWM調製思想的限制，本項目提出了開關變換器的脈衝序列調製思想，開拓了一個全新的實現開關變換器控制的研究領域，形成了具有明顯特色的開關變換器控制理論，促進了電力電子新技術的發展。主要研究內容和取得的重要成果包括： (1)基於電路基本理論和連分數展開的數學思想，研究了在一個脈衝序列循環周期內脈衝序列調製開關變換器的高、低功率脈衝的數量及組合規律的算法，得到了各種參數條件下脈衝序列調製開關變換器的脈衝序列組合方式；基於控制脈衝組合規律，研究了其多周期態的參數估計和輸出電壓紋波等穩態性能；(2)提出並研究了電壓型控制和電流型控制脈衝序列調製開關變換器的控制原理和實現方式；分析了其在一個開關周期內的輸出電壓變化量以及一個脈衝序列循環周期內控制脈衝的數量比例；得到了控制參數整定的依據，並給出了具體的參數設計步驟；搭建了相應的仿真和實驗研究平台；針對電壓型控制和電流型控制脈衝序列調製技術存在的問題，提出並研究了基於電流基準的脈衝序列調製技術，明顯減小了開關變換器的輸出電壓紋波、有效提高了開關變換器的輸出電壓精度以及輕載模式的穩態性能；(3)提出並研究了脈衝序列調製開關變換器的能量疊代建模方法，建模方法物理意義明確，可以充分揭示脈衝序列調製開關變換器的控制規律、工作特性和物理現象；(4)建立了脈衝序列調製開關變換器的時間離散疊代模型，基於此模型研究了脈衝序列調製開關變換器的動力學特性；(5)分析了脈衝序列控制開關變換器低頻振盪現象的產生機理，為改進穩態特性提供了必要的理論依據；研究了COT控制和脈衝序列調製CCM開關變換器的低頻波動現象，發現了產生低頻波動現象的原因是輸出電容電壓與電感電流之間存在的相位差，通過補償電感電流與輸出電壓的相位差，可以抑制低頻振盪現象，改善輸出電壓紋波特性；(6)提出並研究了一種穀值控制脈衝序列調製技術，有效抑制了脈衝序列調製CCM開關變換器的低頻波動現象；(7)研究了傳統電壓型、電流型、基於電流基準的脈衝序列調製開關變換器的穩態及瞬態特性，研製了谷值控制脈衝序列調製開關變換器的實驗樣機。 結合項目研究，培養博士生9名，碩士生4名，發表SCI論文40篇，EI刊物論文29篇，EI國際會議論文6篇，授權和受理國家發明專利及實用新型專利17項。
