Boost變換器在許多場(chǎng)合都有所運(yùn)用，對(duì)于Boost變換器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要。本文將分享一種設(shè)計(jì)方法。小信號(hào)交流等效模型與傳遞函數(shù)首先根據(jù)小信號(hào)交流等效模型可以得出開(kāi)環(huán)控制到輸出的傳遞函數(shù)Gvd(

Boost變換器在許多場(chǎng)合都有所運(yùn)用，對(duì)于Boost變換器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)尤為重要。本文將分享一種設(shè)計(jì)方法。

小信號(hào)交流等效模型與傳遞函數(shù)

首先根據(jù)小信號(hào)交流等效模型可以得出開(kāi)環(huán)控制到輸出的傳遞函數(shù)Gvd(s)，其波特圖如下圖所示。將Gvd(s)轉(zhuǎn)寫成標(biāo)準(zhǔn)形式，即：

反饋回路設(shè)計(jì)

給定參考電壓Vref5V，三角波峰值電壓Vm4V，在理想情況下誤差信號(hào)為零，則HVref/V1/6。要求系統(tǒng)截止頻率fc500HZ，相角裕度為45deg，系統(tǒng)框圖如下圖所示。

開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)

開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)T(s)為：

無(wú)補(bǔ)償器反饋回路，即Gc(s)1，開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：

傳遞函數(shù)Th(s)的波特圖如下圖所示：截止頻率為32.8HZ，相角裕度為8.6度。相角裕度小的原因是待校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻漸進(jìn)特性中頻區(qū)的斜率為-40dB/dec。故采用串聯(lián)超前(PD)校正。

PD補(bǔ)償器設(shè)計(jì)

將補(bǔ)償器傳遞函數(shù)寫成標(biāo)準(zhǔn)形式：

根據(jù)下式可求出零、極點(diǎn)頻率，及參數(shù)值：

補(bǔ)償器的波特圖可以看出最大超前角為52deg，并且在中頻區(qū)的幅頻漸進(jìn)特性斜率為20dB/dec。

含有PD補(bǔ)償器后，系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：

通過(guò)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的波特圖可知，系統(tǒng)的截止頻率為500HZ，相角裕度為45.5deg。

Simulink搭建模型和仿真

進(jìn)行Simulink搭建模型和仿真，如下圖所示。

輸出電壓波形

輸出電壓波形如下圖所示。

總結(jié)

本文介紹了一種設(shè)計(jì)Boost變換器控制系統(tǒng)的方法，包括小信號(hào)交流等效模型、反饋回路設(shè)計(jì)、PD補(bǔ)償器設(shè)計(jì)等，同時(shí)通過(guò)Simulink進(jìn)行模型搭建和仿真，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電壓波形的控制。