电流型双频率脉冲序列调制开关变换器

王金平 许建平 兰燕妮

（西南交通大学电气工程学院 成都 610031）

1 引言

开关变换器具有功率转换效率高、功率密度大和重量轻等明显优点而得到了广泛应用[1]。目前，越来越多的应用场合要求开关变换器具有快速地动态响应速度，以使电气设备负载快速变化时，保持输出电压恒定或快速恢复稳态；此外，随着EMI 标准的建立与完善，要求开关变换器具有较低EMI 噪声，以减少对电网以及周围环境的污染。

随着对开关电源动态响应速度要求的不断提高，以线性控制理论为基础的传统PWM 调制方式已越来越难以满足要求。一些非线性控制技术，如单周控制[2]、滞环控制[3,4]、滑模控制[5]及脉冲序列控制[6-8]等被应用于开关变换器控制系统的设计。单周控制对输入电压扰动具有良好地抑制能力，但存在负载动态响应速度慢和稳态误差的缺点；滞环及滑模控制具有快速地动态响应速度，但它们的工作频率随输入电压或负载的变化而变化，增加了滤波器的设计难度；脉冲序列控制实现简单，负载动态响应速度快，极大地提高了开关变换器的动态响应速度。

已有研究成果表明，PWM 开关变换器的EMI峰值主要集中在开关频率及其倍频处[9]，采取滤波和屏蔽实现EMI 抑制的方法增加了硬件的成本和体积[10]，因此，从产生机理上抑制开关变换器EMI是最理想的有效途径，开关频率调制[11]和开关频率的混沌控制[12]从机理上很好地降低了EMI 噪声水平。

为了提高开关变换器的动态响应速度，降低开关变换器的EMI，本文提出了开关变换器的电流型双频率脉冲序列调制（Bi-Frequency Pulse-Train Modulation，BF-PTM）方法。……