改进的PWM滑模控制提升Buck三电平变换器性能

本文主要探讨了Buck三电平变换器在高输入/输出电压电力转换中的应用挑战。Buck三电平变换器因其开关管电压应力低、滤波器小型化等优点，特别适合于输出电压较高且功率需求较大的场景。然而，由于其工作原理，飞跨电容（Cf）的电压控制至关重要，因为飞跨电容电压与输出电压闭环存在耦合效应。 在实际操作中，开关管的开关特性及占空比的不一致性可能导致飞跨电容电压偏离理想平衡状态Vin/2，这会直接影响变换器的稳定运行。为解决这一问题，论文提出了一种基于PWM的滑模变结构控制器，目标是实现飞跨电容电压和输出电压的独立控制，以减少对参数变化和负载扰动的敏感性。 滑模控制作为一种非线性控制策略，其优势在于能够快速响应系统动态，并提供鲁棒性，即使在系统参数变化时也能保证控制性能。作者针对Buck三电平变换器的特点，通过解耦控制技术，设计了一种专门针对输出电压的控制器，同时确保飞跨电容电压的稳定。 论文实验结果显示，与传统的PWM控制器相比，该滑模控制方法在维持飞跨电容电压稳定的同时，显著降低了输出电压的超调量，从而缩短了系统的调节时间。这对于提高Buck三电平变换器的效率和稳定性，以及在实际应用中的可靠性都具有重要的意义。 这篇论文深入研究了Buck三电平变换器的PWM滑模控制策略，解决了关键电容电压与输出电压控制之间的耦合问题，对于提高电力转换器的设计和性能优化提供了新的视角和技术支持。这对于从事计算机工程与应用领域，特别是电力电子和电力系统控制的人来说，是一篇值得深入学习和参考的学术文献。