提升性能的直流-直流Buck变换器滑模控制策略

"这篇硕士论文深入探讨了提升直流-直流Buck变换器性能的控制技术，作者Mousumi Biswal在电气工程领域进行了详细的研究。论文涵盖了PWM电压模式控制、PWM电流模式控制以及它们的工作原理，同时分析了这些控制方法在开关模式电源变换器中的应用及其优缺点。滑模控制作为一种先进的控制策略，其基本原理和在Buck变换器中的实现方法被详细阐述。通过对比传统的PWM控制器与滑模控制，论文指出滑模控制在性能上表现出的优势。此外，论文还研究了三态Buck变换器的固定频率滞后电流控制，并分析了输出电压和主电感电流波形在稳态和动态条件下的行为。" 这篇论文的主要内容包括以下几个关键知识点： 1. **PWM电压模式控制**：这种控制方法通过比较参考电压与输出电压的PWM信号来调节开关器件的占空比，以保持恒定的输出电压。优点是简单且易于实现，但可能存在环路响应速度较慢和输出电压纹波较大的问题。 2. **PWM电流模式控制**：在电流模式控制中，电流传感器用于检测主电感中的电流，并以此作为控制反馈。这种方法提高了系统的动态响应，能更好地抑制负载突变，但可能增加系统复杂性。 3. **滑模控制（SM Control）**：滑模控制是一种非线性控制策略，它通过设计一个使得系统状态能够快速滑向预定边界层的控制器。在Buck变换器中，滑模控制能提供良好的抗干扰能力和快速的动态响应，即使面对参数变化或不确定因素，也能保持稳定。 4. **三态Buck变换器**：这是一种扩展的传统两态Buck变换器，具有更多的开关状态，可以提供更灵活的控制策略。固定频率滞后电流控制是其中一种控制方式，它能有效地管理输出电流，减少电流纹波，并在保持效率的同时改善瞬态响应。 5. **稳态与动态区分析**：论文详细研究了在不同操作条件下，如输出电压和主电感电流的波形特征，这对于理解和优化变换器的性能至关重要。 6. **MATLAB仿真**：使用MATLAB进行的仿真验证了所提出的控制策略的有效性，显示了滑模控制在改善Buck变换器性能方面的优越性。 通过以上分析，该论文不仅提供了对直流-直流Buck变换器控制技术的深入了解，也为实际工程应用中的性能优化提供了理论支持和实践指导。