陈 昭，丁喜波

(哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院,黑龙江 哈尔滨 150080)

随着电力电子技术的迅速发展,电力电子系统的建模与控制技术越来越重要[1]。许多复杂的电路结构均是在Boost 电路结构上演变而来,对Boost电路进行建模研究,能够为其他复杂拓扑结构的研究提供借鉴意义。

王文斌等[2]利用了状态空间平均法,建立了理想状态下的Boost 变换器数学模型,对建立模型的准确性进行了验证,但是模型结构太理想化,不具备实用意义。王小方等[3]对隔离型的DC-DC 升压变换器进行了建模分析,利用状态空间平均法进行平均化处理以得到相应的模型,对模型进行了仿真验证,但是电路结构复杂,不利于其他电路结构的借鉴。皇金锋等[4]利用状态空间平均法对理想Boost电路进行建模分析,对建立的数学模型设计了超前-滞后补偿网络进行补偿校正,经过校正后的Boost变换器性能良好,为非理想型Boost 电路的建模研究提供借鉴指导意义。

利用状态空间平均法对非理想Boost 变换器进行建模分析并求解,根据求解的模型在控制系统中增加惯性补偿环节来改善非理想Boost 变换器的性能。通过仿真分析和样机实验测试,验证设计的控制系统模型具有良好的性能,能够使Boost 变换器的抗干扰能力增强、稳定性提高、动态和静态性能好。

1 工作原理分析

非理想Boost 变换器如图1 所示,rL为非理想电感内阻,rc为非理想电容内阻,Q 和D 均为理想开关。

图1 非理想Boost 变换器

如图1 所示,对非理想Boost 电路工作在临界模式下进行分析,在整个开关周期Ts时间内,存在2个工作状态。……