输入电压前馈双闭环控制：双管Buck-Boost变换器动态优化

"本文主要探讨了针对宽范围输入的双管Buck-Boost变换器的控制策略优化问题，旨在解决在不同模式切换和输入电压波动时出现的电感电流和输出电压波动。提出了一种带输入电压前馈的两模式平均电流控制策略，结合电压电流双闭环结构和单载波-双调制技术，以增强变换器的动态响应并实现平滑切换，同时确保电感电流的稳定，保障设备安全。文章中指出了传统双闭环前馈函数实现和简化中的困难，并通过将输入电压前馈引入电流内环来改进这一问题，从而提高了变换器对输入电压变化的响应速度。作者通过MATLAB/Simulink仿真和硬件实验验证了所提控制方法的可行性，进一步证明了该策略的有效性。" 双管Buck-Boost变换器是一种结合Buck和Boost模式的电力转换装置，适用于需要宽输入范围的应用，如电池充放电和新能源发电。然而，当变换器在Boost模式下工作时，由于输出电压传递函数的右半平面零点，导致系统响应速度受限。为了解决这一问题，先前的研究提出了不同的控制策略，如伪滑模控制和模型预测控制，但这些方法往往复杂且非线性。峰值电流控制虽然能提高动态响应，但存在谐波补偿和抗干扰能力不足的问题。平均电流控制可以改善系统性能，但它无法自动切换工作模式。 文献中的新方法基于平均电流法，采用了电压电流双闭环结构，与双调制-单载波调制技术结合，实现模式间的自动平滑切换，并对电感电流进行有效管理。为克服Boost模式下右半平面零点的影响，研究者推导了一个适用于平均电流法的输入电压前馈函数，将其引入电流内环，显著增强了变换器的输入动态响应性能。这一创新减少了Boost模式下的控制瓶颈，提升了整个工作范围内的性能。 通过MATLAB/Simulink的仿真和实际硬件测试，提出的控制策略得到了验证，证实了它能够有效提升双管Buck-Boost变换器在面对输入电压波动时的稳定性，同时保证了快速的动态响应和电感电流的精确控制，为宽范围输入的电力转换提供了更优的解决方案。