高頻感應加熱電源斬波器補償電路的設計
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
本文用Matlab軟件設計了具有雙零點、雙極點的PI控制器，并對設計結果進行了仿真驗證。根據(jù)Bode定理，補償網(wǎng)絡加入后的回路增益應滿足幅頻漸進線以-20dB／dec的斜率穿過剪切點(ωc點)，并且至少在剪切頻率左右2ωc的范圍內保持此斜率不變。
由此要求，首先選擇剪切頻率。實際應用中，選fc=fs／5為宜，其中fs為斬波器工作頻率或開關管的開關頻率。具體斬波器中，開關頻率為50kHz，則fc=50／5=10kHz。
如圖7中所示，未加補償網(wǎng)絡之前系統(tǒng)在fc=10kHz處的增益為-11．4dB，斜率為-40dB／d ec，所以，補償網(wǎng)絡應滿足如下條件：在fc=10kHz處的增益為11．4dB，斜率為+200dB／dec，并保持此斜率在至少2ωc的范圍內不變。取兩個零點位于諧振頻率附近，以抵消斬波器的2個極點(零點+2斜率補償極點-2斜率，并補償其相位滯后)；令一個極點p1抵消斬波器的ESR零點：fp1≈fz,設置一個高頻極點p2，fp2≈(5～10）fc，使高頻段增益降低，以抑制高頻噪聲。根據(jù)以上要求，可以按如下方案設計：fz1=fz2=1．33kHz，fp1=7．96kHz，fp2=100kHz，kp=3250則所設計的P I補償器的參數(shù)如下：取R 1=5 0k Ω，R 2=1 9．6k Ω，R3=0．8 8k Ω，C1=50pF，C 2=6．1nF，C3=2．36nF。實際電路中，取R1=．50kΩ，R 2=20kΩ，R 3=0．88kΩ，C1=50pF，C2=6．2nF，C3=2．2nF。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/181173.htm
從圖7中可以看出，增加PI補償器后，系統(tǒng)補償后低頻增益提高，中頻帶寬增大，并以-20dB／dec的斜率穿越零分貝線；系統(tǒng)截止頻率近似為1OkHz，與設計期望值相同；高頻衰減迅速，很好地提高了系統(tǒng)抗干擾性能；補償后的相位裕度達到了75°。
4 結束語
對于高頻感應加熱電源廣泛應用的Buck斬波調功電路，設計了雙極點、雙零點補償電路，補償后的系統(tǒng)不僅提高了系統(tǒng)響應速度，而且消除了穩(wěn)態(tài)誤差，系統(tǒng)性能明顯提高。實驗結果證明了這種補償電路的實用性和有效性，對高頻感應加熱電源的改進和研究具有很好的參考價值。
DIY機械鍵盤相關社區(qū):機械鍵盤DIY
評論