Boost-Buck光伏接口變換器控制策略研究
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3．3 模態(tài)過渡問題
實際中，任何開關器件通、斷都存在一定延時，這些都會影響實際占空比，如圖5a所示。uds為MOSFET開關管兩端電壓，Ts為開關周期，T1，T2為開通延時和關斷延時；圖5b為開關延遲對實際占空比的影響。理論上Uo／Upv與d1，d2的關系如圖中虛線所示，但由于圖5a所示的開關延遲，實際情況如實線所示?？梢姡琔pv連續(xù)變化時，占空比并不能總跟隨連續(xù)變化。據(jù)此不難理解模式切換時出現(xiàn)的輸出電壓瞬變問題。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/159279.htm
尤其當Upv在Uo附近波動時，變換器在Buck和Boost模式間來回切換，引起輸出較大脈動。不僅會產(chǎn)生低頻振蕩，引起噪聲，同時，接近于0或1的占空比會引起開關管不完全開通或關斷，增加開關損耗。不僅對驅動電路提出很高要求，也增加了電路不可靠工作的因素。
3．4 過渡區(qū)域的平滑切換
為保證全范圍外特性實現(xiàn)，兼顧高效要求，此處設計在Upv與Uo接近的區(qū)間，設置一段V1和V2同時高頻工作的區(qū)間，如圖6所示。
U1，U1-△U，Ur，Ur+△U分別為模態(tài)轉換的閾值。Upv在區(qū)間外時，變換器處于單管工作狀態(tài)，開關頻率為fh；Upv在設定區(qū)間內(nèi)，兩開關管同時高頻工作，為減小損耗，使兩者開關頻率均降低為f1。進出雙管工作區(qū)間時加入滯環(huán)，防止模式來回切換。為簡化控制，雙管模式下，固定d1，只調(diào)節(jié)d2完成控制要求。對于U1，Ur和△U值的取定，綜合考慮將整個過程中d1和d2的極值設置在合理范圍內(nèi)。程序控制框圖如圖7所示。
4 實驗研究
為驗證前述控制策略有效性，搭建變換器樣機進行實驗研究。變換器的額定功率Po=3 kW，輸入電壓Upv為200～550 V，Uo=380 V，單管工作頻率Fh=50 kHz，雙管工作頻率f1=25 kHz。輸入電感L1=360μH，輸出電感L2=680μH；中間電容C1=3μF，輸出電容C2=1．8μF。采用TMS3 20LF2407型DSP進行數(shù)字控制，實現(xiàn)V1，V2驅動信號輸出。
Upv由240V升至430V時，Uo波形如圖8a所示。電壓變化期間Buck開關管V2和Boost開關管V1驅動波形(UgV2和ugV1)從圖8b依次變化到8c。由實驗波形可見，采用的調(diào)制策略實現(xiàn)了從Boost模式到雙管工作模式再到Buck模式的快速響應和平滑切換。
用功率分析儀測試了典型情況下的效率曲線，如圖8d所示。最高效率為98．5％，最低效率為95．3％。整體效率較高。
5 結論
此處針對光伏對直流微網(wǎng)接口變換器的兩個要求：滿足一定的外特性以及能夠高效、平滑的工作展開分析。針對外特性要求，設計了基于功率匹配、參考取小的控制方案；對使用單管工作產(chǎn)生的升降壓模式切換問題，給出加入雙管降頻區(qū)間的解決策略。實驗研究結果表明所采用的控制策略簡單有效，實現(xiàn)了變換器高效率和平滑的運行，滿足直流總線供電系統(tǒng)控制要求。
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