一種新的準(zhǔn)固定頻率滯環(huán)PWM電流控制方法

因此，第n周期的誤差：en=e0(4)

當(dāng)M1>M2時，誤差是衰減振蕩，其頻率為開關(guān)頻率的1/2，振幅逐漸趨向于0，系統(tǒng)是穩(wěn)定的；而當(dāng)M1M2時，誤差振蕩發(fā)散，系統(tǒng)不穩(wěn)定。根據(jù)這樣的分析，可以近似認(rèn)為電流環(huán)的閉環(huán)傳遞函數(shù)含有一對共扼極點，其虛部對應(yīng)的振蕩頻率為開關(guān)頻率的1/2，實部對應(yīng)的衰減系數(shù)與M1和M2有關(guān)。

文獻(xiàn)[2]中采用類似的方法推導(dǎo)出的峰值電流模式控制系統(tǒng)電流環(huán)的閉環(huán)傳函為=(5)

式中：ω=ωs/2，而ωs是開關(guān)頻率對應(yīng)的角頻率；阻尼系數(shù)Q=。

該傳遞函數(shù)較好地描述了圖4所示的響應(yīng)過程。當(dāng)M1≥M2時，Q≥0，式（5）中的共扼極點位于復(fù)平面的左半平面，系統(tǒng)穩(wěn)定，而當(dāng)M1≤M2時，Q≤0，式（5）中的共扼極點位于復(fù)平面的右半平面，系統(tǒng)不穩(wěn)定。

為了能使系統(tǒng)穩(wěn)定，可以引入斜率補償，其原理如圖5。

加入斜率補償后，式（5）中傳遞函數(shù)的表達(dá)式形式不變，只是阻尼系數(shù)的表達(dá)式成為Qs=

式中：MC是補償斜率。如果合理選擇MC，就可以使Qs≥0，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

斜率補償雖然可以解決峰值電流模式控制的穩(wěn)定性問題，但在一定程度上降低了穩(wěn)態(tài)精度和響應(yīng)速度。

其它電流模式控制方法的情況也基本類似。

3準(zhǔn)固定頻率滯環(huán)PWM電流控制方法

既然固定頻率電流模式控制有諸多不足，因此一個很自然的想法就是放寬開關(guān)頻率的限制，不再要求固定開關(guān)頻率。在這樣的條件下，滯環(huán)電流控制成為一個很好的選擇。

在滯環(huán)電流控制中，ip和iv是固定值，D和T是變量，其中T=(6)D=(7)

式中：h為滯環(huán)寬度，h=ip－iv。

當(dāng)M1和M2為常數(shù)時，T和D都是確定值，因此滯環(huán)電流控制不存在次諧波振蕩的可能，這說明該控制方法具有非常好的穩(wěn)定性。下面分析電流環(huán)的響應(yīng)。

設(shè)在t0時刻，電流給定信號iR出現(xiàn)一次階躍，幅度為ΔiR，電感電流iL對這一給定階躍信號的響應(yīng)過程如圖6所示。

為了能更好地研究電感電流的響應(yīng)，在此引入滑動周期平均的改變概念，一個信號x(t)的滑動周期

圖5峰值電流模式控制的斜率補償

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一種新的準(zhǔn)固定頻率滯環(huán)PWM電流控制方法

圖6滯環(huán)PWM電流控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)