开关变换器新型脉冲调节控制技术研究

The load current referenced pulse regulation (LRPR) control technique and input voltage referenced pulse regulation (IRPR) control technique for switching power converters are studied. The principle, implementation and parameter design method are analyzed. The output voltage variation, control pulse combination and voltage ripple of LRPR and IRPR controlled converters are studied. The theoretical foundation that causes the great performances of LRPR and IRPR control techniques is illuminated. The principle and performance of pulse regulation (PR) controlled pseudo continuous conduction mode (PCCM) converter are studied. The output power range and efficiency of PR controlled PCCM converter are analyzed. The energy recurrence models of LRPR and IRPR controlled converters are set up. The essential character and physical phenomenon are illustrated. The integration methods of the novel control techniques above are studied to show the theoretical value and engineering value.

深入系统地研究开关功率变换器基于负载电流的脉冲调节(LRPR)控制技术和基于输入电压的脉冲调节(IRPR)控制技术，分析控制原理、实现方式和控制参数设计方法，研究LRPR和IRPR控制开关变换器的输出电压变化量、脉冲组合方式、电压纹波等关键特性，验证上述新型控制技术的性能优势；研究脉冲调节(PR)控制伪连续模式(PCCM)开关变换器的原理和特性，分析其负载功率范围和效率曲线；建立LRPR和IRPR控制开关变换器的能量迭代模型，研究新型控制方法的本质特征和物理现象；研究开关变换器新型控制技术的集成化实现途径，充分体现其理论研究价值和工程应用价值。

近年来，新能源发电技术迅速发展，新能源发电在可持续性、清洁性等方面具有优势，但同时输出特性复杂，无法直接为用电设备提供所需的功率形式；同时，在电子信息技术领域里，各类新型用电设备对电源的响应速度、稳压精度等方面提出了苛刻的性能要求。因此，开关电源技术发展前景广阔，同时也面临严峻挑战，对于开关功率变换器控制方法和拓扑技术的探索是解决问题的关键。.本项目以开关变换器脉冲调节（PR）控制策略为出发点，深入研究了基于负载电流的脉冲调节(LRPR)控制技术和基于输入电压的脉冲调节(IRPR)控制技术，分析控制原理、实现方式和控制参数设计方法，研究LRPR和IRPR控制开关变换器的输出电压变化量、脉冲组合方式、电压纹波等关键特性，研究表明：与PR控制相比，LRPR控制开关变换器在负载变化时具有良好的输出电压特性，IRPR控制开关变换器具有较宽的输入电压适用范围；研究了PR控制伪连续导电模式(PCCM)开关变换器的电路拓扑和工作过程，分析其功率范围和控制特性，研究表明：PR控制PCCM变换器是脉冲调节控制应用在较大功率场合理想的技术方案；建立了脉冲调节控制开关变换器的能量迭代模型，研究了其本质特征和物理现象。.本项目研究了基于脉冲调节控制的多种直流变换技术方案，有效提高了变换器系统的稳态特性和功率范围，形成了较完整的理论框架和实验方案，推动了开关变换器技术的发展。