三电平直流变换器全模式小信号建模和控制器设计

摘要

为了设计性能优良的直流变换器稳压输出控制器,在分析三电平H桥直流变换器的电路拓扑和移相PWM原理的基础上,分别给出了一个开关周期内电流连续模式(CCM)和电流断续模式(DCM)下变换器的所有工作模态,并基于状态空间平均法和开关网络平均法建立了变换器在两种模式下的小信号数学模型,并通过仿真验证了模型的正确性.基于小信号数学模型,设计了三电平H桥直流变换器的双闭环模式自适应比例积分(PI)控制器,并结合传统双闭环PI控制器进行了对比试验研究.结果表明:模式切换是造成系统输出动态性能不好的原因,而新型控制器能够通过模式检测实时调整控制器参数,所以比传统控制方法在突然加载过程中的输出电压最大跌落减小46.6％,动态性能得到提高.