兩級寬輸入DC/DC變換器設(shè)計與建模分析
圖3示出系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)的波特圖??梢?,穿越頻率為15 kHz,相位裕量φm=51°>45°。系統(tǒng)是穩(wěn)定的,且有足夠的相位裕量。本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/177599.htm
3.2 擾動量對變換器的影響
在工作模式I,Ⅱ下,電路工作情況較為簡單。要分析前、后級電路對閉環(huán)系統(tǒng)的影響,可在工作模式Ⅲ的情況下,即在電路前、后級同時工作時,分別對輸入電壓突變和負(fù)載突變的情況進(jìn)行討論。
兩級同時工作時,前級功率管占空比固定,電壓基準(zhǔn)為一定值,輸入電壓突變時,令負(fù)載電流變化量為零,負(fù)載突變時,令輸入電壓變化量為零,根據(jù)圖2分別簡化出兩種情況下的系統(tǒng)框圖,如圖4所示。由圖可知,輸入突變和負(fù)載突變時系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù),無論是何種情況下,閉環(huán)系統(tǒng)都是高階系統(tǒng),其阻尼比ξ與輸出功率成正比,因此功率越大,系統(tǒng)的暫態(tài)振蕩越激烈,而ξ越大,系統(tǒng)的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間越小。
在輸入電壓升至75 V的瞬間,D1發(fā)生突變,此時的變換器系統(tǒng)由兩個擾動量同時作用,即輸入擾動和前級占空比擾動。
4 實驗結(jié)果分析
搭建了實驗平臺,將其作為航空電子控制器電源。電路在輸入電壓高于19 V時啟動工作,當(dāng)輸入低于30 V時,前、后級電路直通,當(dāng)輸入低于75 V時,控制后級變換器閉環(huán)工作,高于75 V時前、后級共同工作。前級采用555構(gòu)成的方波發(fā)生器產(chǎn)生固定占空比的驅(qū)動信號,后級采用基于SG3525的電壓型PWM控制電路。圖5示出輸入150 V時變換器的外特性曲線。加至滿載后,輸出電壓下降0.6 V,變換器電壓精度為2%,根據(jù)GJB1412—94,航天地面低壓直流電源電壓精度應(yīng)小于3%,滿足要求。
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