带双Buck逆变器的DC／DC变换器低频电流纹波抑制

作者：时间：2013-08-23 来源：网络收藏

3．2陷波滤波器实现电路及设计
图4为陷波滤波器实现电路。其传递函数为：
Gf(s)=kf[(sRC)2+1]／[(sRC)2+sRC／Q+1] (5)
式中：kf为电压增益，kf=1+Rf／R1；Q为品质因数，Q=1／[2(2-kf)]。

本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/175738.htm

陷波滤波器中心频率设计为400 Hz，图5为陷波滤波器波特图，输入的电压误差信号幅值在400 Hz处将大大衰减，随Q值减小幅值衰减越严重，相位变化剧烈；外环截止频率接近陷波滤波器中心频率时，可能导致相位裕量不足，造成系统不稳定。实际需折中选取Q值，一般在0．5～1．5之间。

3．3 输入电流低频脉动定量分析
低频纹波抑制还可通过平均电流控制来实现，这里定量分析两种方法的抑制效果，并研究系统动态响应。图6为推挽正激变换器引入陷波滤波器后的小信号模型。

平均电流控制时仅将级联于电压补偿器后的陷波滤波器去除即可。平均电流控制时和引入陷波滤波器后输入电流对输出电流的闭环传递函数为：

式中：Ai(s)为开环时输入电流对输出电流的传递函数；Zo(s)为开环输出阻抗；Hu(s)为电压采样系数；Gu(s)为电压环补偿网络传递函数；Fm(s)为脉宽调制器增益；Gid(s)为输入电流对占空比的传递函数；Hi(s)为电流采样系数；Gi(s)为电流环补偿网络传递函数；GiLi(s)为电感电流对输出电流的传递函数；Tu(s)为电流开环时电压环增益，Tu(s)=Hu(s)·Gu(s)[1+Gi(s)]Fm(s)Gud(s)，Gud(s)为输出电压对占空比的传递函数；Tuf(s)为引入陷波滤波器后的电压环增益，Tuf(s)=Hu(s)Gu(s)Gf(s)[1+Gi(s)]Fm(s)Gud(s)；Ti(s)为电流环增益，Ti(s)=Gi(s)Fm(s)Gud(s)Hi(s)，GiLi(s)为滤波电感电流对占空比的传递函数。
图7示出不同方法下输入、输出电流传递函数波特图和系统环路增益波特图。

图7中变换器参数与后节所给相同。由图7a可见，平均电流控制时，外环截止频率为4 Hz，内环截止频率为5 kHz，低的外环截止频率保证低频纹波含量大大衰减；引入陷波滤波器时，外环截止频率为100 Hz，内环截止频率为5 kHz；400 Hz处的输入电流纹波均得到大大衰减，达到-25 dB。由图7b可见，在平均电流控制下系统带宽只有4 Hz，动态响应将很慢；在突加负载时，由于前级变换器动态响应较慢，有可能使母线电压瞬时跌落较多，导致后级正弦波电压出现削顶现象。