高頻開關變換器的數字控制

《高頻開關變換器的數字控制》是2017年11月機械工業出版社出版的圖書，作者是盧卡·科拉迪尼。

基本介紹

• 中文名：高頻開關變換器的數字控制
• 作者：盧卡·科拉迪尼
• ISBN：9787111576051
• 定價：89元
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2017年11月
• 裝幀：平裝
• 開本：16開

內容簡介

《高頻開關變換器的數字控制》全面地介紹了開關功率變換器的數字控制。 第1章簡介了開關變換器連續時間域經典的平均狀態建模方法。第2章介紹了數字控制的基本結構。第3章介紹了開關變換器離散域直接建模的方法並得到z域的小信號動態模型。在此基礎上，第4章介紹了如何直接設計數字補償器。第5章介紹了模/數(A/D)轉換器的幅度量化誤差和數字脈衝寬度調製器（DPWM）。第6章介紹了數字補償器的實現。後,第7章介紹了整定技術。 《高頻開關變換器的數字控制》可為從事電力電子或數字控制的相關研究和套用的工程技術人員提供參考，也可作為高等院校相關專業學生的研究生教材使用。

圖書目錄

目錄

譯者序

原書前言

導論1

第1章DC-DC變換器的連續平均建模9

1.1PWM變換器9

1.2變換器的穩態11

1.2.1升壓變換器舉例12

1.2.2開關紋波估計13

1.2.3基本變換器的電壓轉換比14

1.3變換器的動態和控制15

1.3.1變換器的平均和線性化16

1.3.2脈衝寬度調製器的建模18

1.3.3系統環路增益19

1.3.4基本變換器的平均小信號建模20

1.4狀態空間平均法21

1.4.1變換器的靜態工作點21

1.4.2平均小信號狀態方程模型22

1.4.3升壓變換器舉例23

1.5設計實例24

1.5.1電壓模式控制的同步降壓變換器25

1.5.2平均電流模式控制的升壓變換器32

1.6占空比d[k]和d(t)36

1.7要點總結37

第2章數字控制環路38

2.1實例學習：電壓模式的數字控制38

2.2A/D轉換39

2.2.1抽樣速率39

2.2.2幅值量化42

2.3A/D轉換數字補償器43

2.4數字PWM（DPWM）46

2.5環路中的延遲48

2.5.1控制延遲48

2.5.2調製延遲49

2.5.3整個環路延遲51

2.6數字控制設計中使用平均模型52

2.6.1平均模型的局限性52

2.6.2數字控制的變換器的平均模型54

2.7要點總結57

第3章離散時間建模58

3.1離散時間小信號建模58

3.1.1入門實例：開關電感60

3.1.2一般情況63

3.1.3用於PWM的基本類型的離散時間模型64

3.2離散時間模型實例66

3.2.1同步降壓變換器66

3.2.2升壓變換器72

3.3時不變拓撲的離散時間建模76

3.3.1離散時間建模的等價性78

3.3.2與修正Z變換的關係80

3.3.3Tu(z)的計算80

3.3.4降壓變換器實例83

3.4基本Matlab的變換器的離散時間建模83

3.5要點總結87

第4章數字控制88

4.1系統級補償器的設計88

4.1.1採用雙線性變換法直接設計89

4.1.2在z域和p域的數字PID補償器91

4.2設計例程94

4.2.1電壓控制模式時同步降壓變換器的數字控制94

4.2.2電流控制模式時升壓變換器的數字控制100

4.2.3多環控制模式時同步降壓變換器的數字控制102

4.2.4升壓功率因數校正器105

4.3變換器的其他傳遞函式117

4.4驅動器飽和與積分抗飽和措施120

4.5要點總結124

第5章幅值量化126

5.1系統量化126

5.1.1A/D轉換器127

5.1.2DPWM量化128

5.2穩態時的解129

5.3無極限環的條件131

5.3.1DPWM與A/D解析度132

5.3.2積分增益134

5.3.3動態量化效應136

5.4DPWM和A/D轉換器實現技術137

5.4.1DPWM硬體實現技術137

5.4.2通過Σ-Δ調製有效改進DPWM的解析度141

5.4.3A/D轉換器142

5.5要點總結143

第6章補償器的實現144

6.1PID補償器的實現146

6.2係數的縮放和量化148

6.2.1係數的縮放149

6.2.2係數的量化151

6.3電壓控制模式實例：係數量化153

6.3.1並聯結構154

6.3.2直接結構156

6.3.3級聯結構157

6.4定點控制器的實現161

6.4.1有效的動態範圍和硬體的動態範圍162

6.4.2信號的上限和L1範數163

6.5電壓控制模式實例：定點實現164

6.5.1並聯實現166

6.5.2直接實現169

6.5.3級聯實現171

6.5.4線性系統和量化後的系統回響對比174

6.6控制器的HDL實現175

6.6.1VHDL實例175

6.6.2Verilog實例178

6.7要點總結179

第7章數字控制的自整定180

7.1自整定技術簡介180

7.2可程式的PID結構181

7.3通過注入數字擾動信號實現自整定184

7.3.1工作原理185

7.3.2PD自整定的實現188

7.3.3仿真實例190

7.3.4PD自整定環路的小信號分析192

7.4基於繼電器反饋的數字自整定197

7.4.1工作原理198

7.4.2數字式繼電器反饋的實現199

7.4.3仿真實例202

7.5實現問題203

7.6要點總結204

附錄205

附錄A離散時間線性系統和Z變換205

A.1差分方程205

A.1.1強迫回響206

A.1.2自由回響207

A.1.3脈衝回響和系統的模208

A.1.4模的漸進特性209

A.1.5更多實例209

A.2Z變換210

A.2.1定義210

A.2.2性質210

A.3傳遞函式212

A.3.1穩定性212

A.3.2頻率回響212

A.4狀態空間表達式213

附錄B定點算法和HDL編碼214

B.1截斷操作和截斷誤差214

B.2浮點和定點算術系統215

B.3二進制補碼（B2C）的定點表示216

B.4信號表示218

B.5B2C數的操作以及HDL實例219

B.5.1符號擴展219

B.5.2對齊220

B.5.3符號取反221

B.5.4LSB和MSB截斷222

B.5.5加法和減法223

B.5.6乘法225

B.5.7溢出檢測和飽和運算225

附錄C規則採樣脈衝寬度調製器的小信號相位滯後230

C.1後沿調製器231

C.2前沿調製器234

C.3對稱調製器234

參考文獻236