双向DC/DC变换器的Buck模式建模与多项式控制器设计

双向DC/DC变换器在现代电力电子系统中扮演着关键角色，特别是在开关电源领域，它们负责高效地转换电压和电流，以满足低电压高电流需求。本文主要探讨了如何通过建模和设计一种新型的多项式控制器来优化这种变换器的性能。 朱剑锋的研究关注于三相交错并联磁集成的双向DC/DC变换器，这是一种特殊的拓扑结构，能够实现Buck模式和Boost模式之间的切换。Buck模式下，其主要目标是降低输入输出的电流纹波，提升工作频率，从而提高变换器的功率密度，这对于提高整个系统的效率和紧凑性至关重要。 首先，作者制定了明确的Buck模式控制目标，这包括设定电压控制、电流限制以及稳定操作等。为了实现这些目标，他们构建了一个针对交流小信号的模型，这个模型能够精确反映系统在微小扰动下的行为，是设计控制器的基础。 接下来，多项式控制器的设计是文章的核心部分。多项式控制器以其简单、易于分析和设计、良好的动态响应特性而闻名。朱剑锋采用这种方法，通过设计一个或多阶的数学函数来控制变换器的开关行为，确保系统能在各种工况下保持稳定，并快速响应负载变化。 论文使用了MATLAB仿真软件来进行深入的验证。通过计算机模拟，研究人员能够在虚拟环境中测试控制器的有效性和鲁棒性，这有助于减少实际硬件实验中的成本和风险。仿真结果显示，他们提出的控制策略表现出良好的鲁棒稳定性，这意味着即使在面对外部扰动或内部噪声时，变换器也能维持预定的性能。 这项研究为开关电源系统中双向DC/DC变换器的控制提供了创新的解决方案，提高了系统的性能指标，对于电力电子设备的设计和优化具有重要意义。通过将理论建模与实际仿真相结合，研究人员展示了多项式控制器在提升变换器效率和可靠性方面的潜力。这一成果对于从事电力电子技术、控制理论和应用研究的专业人士具有参考价值。