帶雙Buck逆變器的DC／DC變換器低頻電流紋波抑制

陷波濾波器中心頻率設(shè)計(jì)為400 Hz，圖5為陷波濾波器波特圖，輸入的電壓誤差信號(hào)幅值在400 Hz處將大大衰減，隨Q值減小幅值衰減越嚴(yán)重，相位變化劇烈；外環(huán)截止頻率接近陷波濾波器中心頻率時(shí)，可能導(dǎo)致相位裕量不足，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。實(shí)際需折中選取Q值，一般在0．5～1．5之間。

3．3 輸入電流低頻脈動(dòng)定量分析
低頻紋波抑制還可通過平均電流控制來實(shí)現(xiàn)，這里定量分析兩種方法的抑制效果，并研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。圖6為推挽正激變換器引入陷波濾波器后的小信號(hào)模型。

平均電流控制時(shí)僅將級(jí)聯(lián)于電壓補(bǔ)償器后的陷波濾波器去除即可。平均電流控制時(shí)和引入陷波濾波器后輸入電流對(duì)輸出電流的閉環(huán)傳遞函數(shù)為：

式中：Ai(s)為開環(huán)時(shí)輸入電流對(duì)輸出電流的傳遞函數(shù)；Zo(s)為開環(huán)輸出阻抗；Hu(s)為電壓采樣系數(shù)；Gu(s)為電壓環(huán)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)；Fm(s)為脈寬調(diào)制器增益；Gid(s)為輸入電流對(duì)占空比的傳遞函數(shù)；Hi(s)為電流采樣系數(shù)；Gi(s)為電流環(huán)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)；GiLi(s)為電感電流對(duì)輸出電流的傳遞函數(shù)；Tu(s)為電流開環(huán)時(shí)電壓環(huán)增益，Tu(s)=Hu(s)·Gu(s)[1+Gi(s)]Fm(s)Gud(s)，Gud(s)為輸出電壓對(duì)占空比的傳遞函數(shù)；Tuf(s)為引入陷波濾波器后的電壓環(huán)增益，Tuf(s)=Hu(s)Gu(s)Gf(s)[1+Gi(s)]Fm(s)Gud(s)；Ti(s)為電流環(huán)增益，Ti(s)=Gi(s)Fm(s)Gud(s)Hi(s)，GiLi(s)為濾波電感電流對(duì)占空比的傳遞函數(shù)。
圖7示出不同方法下輸入、輸出電流傳遞函數(shù)波特圖和系統(tǒng)環(huán)路增益波特圖。

圖7中變換器參數(shù)與后節(jié)所給相同。由圖7a可見，平均電流控制時(shí)，外環(huán)截止頻率為4 Hz，內(nèi)環(huán)截止頻率為5 kHz，低的外環(huán)截止頻率保證低頻紋波含量大大衰減；引入陷波濾波器時(shí)，外環(huán)截止頻率為100 Hz，內(nèi)環(huán)截止頻率為5 kHz；400 Hz處的輸入電流紋波均得到大大衰減，達(dá)到-25 dB。由圖7b可見，在平均電流控制下系統(tǒng)帶寬只有4 Hz，動(dòng)態(tài)響應(yīng)將很慢；在突加負(fù)載時(shí)，由于前級(jí)變換器動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢，有可能使母線電壓瞬時(shí)跌落較多，導(dǎo)致后級(jí)正弦波電壓出現(xiàn)削頂現(xiàn)象。