高頻感應(yīng)加熱電源斬波器補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)
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本文用Matlab軟件設(shè)計(jì)了具有雙零點(diǎn)、雙極點(diǎn)的PI控制器，并對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。根據(jù)Bode定理，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)加入后的回路增益應(yīng)滿足幅頻漸進(jìn)線以-20dB／dec的斜率穿過剪切點(diǎn)(ωc點(diǎn))，并且至少在剪切頻率左右2ωc的范圍內(nèi)保持此斜率不變。
由此要求，首先選擇剪切頻率。實(shí)際應(yīng)用中，選fc=fs／5為宜，其中fs為斬波器工作頻率或開關(guān)管的開關(guān)頻率。具體斬波器中，開關(guān)頻率為50kHz，則fc=50／5=10kHz。
如圖7中所示，未加補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)之前系統(tǒng)在fc=10kHz處的增益為-11．4dB，斜率為-40dB／d ec，所以，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足如下條件：在fc=10kHz處的增益為11．4dB，斜率為+200dB／dec，并保持此斜率在至少2ωc的范圍內(nèi)不變。取兩個(gè)零點(diǎn)位于諧振頻率附近，以抵消斬波器的2個(gè)極點(diǎn)(零點(diǎn)+2斜率補(bǔ)償極點(diǎn)-2斜率，并補(bǔ)償其相位滯后)；令一個(gè)極點(diǎn)p1抵消斬波器的ESR零點(diǎn)：fp1≈fz,設(shè)置一個(gè)高頻極點(diǎn)p2，fp2≈(5～10）fc，使高頻段增益降低，以抑制高頻噪聲。根據(jù)以上要求，可以按如下方案設(shè)計(jì)：fz1=fz2=1．33kHz，fp1=7．96kHz，fp2=100kHz，kp=3250則所設(shè)計(jì)的P I補(bǔ)償器的參數(shù)如下：取R 1=5 0k Ω，R 2=1 9．6k Ω，R3=0．8 8k Ω，C1=50pF，C 2=6．1nF，C3=2．36nF。實(shí)際電路中，取R1=．50kΩ，R 2=20kΩ，R 3=0．88kΩ，C1=50pF，C2=6．2nF，C3=2．2nF。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/181173.htm
從圖7中可以看出，增加PI補(bǔ)償器后，系統(tǒng)補(bǔ)償后低頻增益提高，中頻帶寬增大，并以-20dB／dec的斜率穿越零分貝線；系統(tǒng)截止頻率近似為1OkHz，與設(shè)計(jì)期望值相同；高頻衰減迅速，很好地提高了系統(tǒng)抗干擾性能；補(bǔ)償后的相位裕度達(dá)到了75°。
4 結(jié)束語
對于高頻感應(yīng)加熱電源廣泛應(yīng)用的Buck斬波調(diào)功電路，設(shè)計(jì)了雙極點(diǎn)、雙零點(diǎn)補(bǔ)償電路，補(bǔ)償后的系統(tǒng)不僅提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度，而且消除了穩(wěn)態(tài)誤差，系統(tǒng)性能明顯提高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了這種補(bǔ)償電路的實(shí)用性和有效性，對高頻感應(yīng)加熱電源的改進(jìn)和研究具有很好的參考價(jià)值。
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