带恒功率负载的BUCK变换器的研制

摘要

随着电力电子技术的发展，尤其是分布式配电的广泛应用以及多电技术的发展，各种电力电子积木模块得到广泛应用，在通信电源、航空航天、飞机舰船、电动汽车等领域都大量使用了DC/DC变换器。电力电子变换器已经作为一类重要的二次电源出现在独立电源系统中。
　　 每一个电力电子变换器可以看成构成系统的一个基本单元，变换器之间的相互作用问题，就构成了互联系统的核心问题。变换器在个体状态下可以稳定工作，但是在级联工作时可能出现动态特性变差，甚至系统不稳定的情况。大多数情况下，闭环控制的DC/DC变换器具有恒功率负载的特性，恒功率负载的负阻抗特性是导致系统不稳定的主要原因之一。
　　 本文选取一个闭环控制的反激变换器作为负载变换器，前级采用了一个单环控制的降压电路作为源变换器，组成一个两级的级联系统。其次介绍了开关电源控制电路的两种控制方式的原理，介绍了基于级联系统的Middlebrook判据，分别推导了Buck电路和反激变换器的传递函数，设计了调节器，计算出元器件参数，分别制作了两个变换器的试验电路，并通过MATLAB软件仿真实验，验证了设计的正确性。
　　 最后，采用无源阻尼法，实现了两个级联系统的稳定性控制，给出了仿真波形和实验波形，验证了控制策略的正确性。