对电流模式控制Buck-Boost 变换器的混沌控制研究

王浩宇，董学育，朱建忠

（南京工程学院电力工程学院，江苏南京 211167）

直流开关变换器是一种能将直流电能转换成负载所需的直流电能的电力电子装置，因其可靠性好、工作频率较高目前被广泛应用于各种发电系统如光伏、风力发电系统，以及直流微电网结构中的直流储能、直流负荷装置[1-2]等场景，根据电路接线方式直流变换器主要有4种类型，而其中的降升压(Buck-Boost)变换器由于既可以升压又能降压的特点相比之下更具研究价值；但直流开关变换器作为一种强非线性系统，在受到光照强度、温度、风力等外界条件影响时其输入电压、参考电流等工作参数会发生变化，从而导致器件会发生一系列如分岔、混沌等非线性现象[3-12]，使得变换器功率发生波动、输出电压电流不稳定甚至无法正常工作等不利后果，因此对Buck-Boost变换器非线性行为的研究分析，并通过合理的混沌控制策略使变换器由不稳定的混沌态重新回到稳定运行的周期状态，对于直流开关变换器未来的应用发展具有指导意义，对于直流微网的稳定运行也具有重要意义。

1 Buck-Boost变换器建模

该研究主要对象是电流模式控制的Buck-Boost变换器，利用电感电流iL作为控制对象进行仿真分析，具体电路工作原理如图1 所示。

图1 电流模式控制的Buck-Boost变换器原理

考虑变换器的电感电流iL处于连续状态即CCM模式[8]下，根据开关管S 以及二极管D 的通断，直流变换器在一个周期T内包含两种工作模态：1）时钟脉冲发出信号后，开关管S 被切换导通，此时电感电流iL处于上升状态；……