双输入直流变换器的建模与闭环系统设计(11)

图 9 闭环调节器的参数设计流程图

在工作模式I下，1#输入源输出最大功率，2#输入源提供剩余功率；在工作模式II下，1#输入源单独供电，不再输出最大功率，而只是提供负载所需功率；在工作模式III下，1#输入源不工作，2#输入源单独供电。因此在不同工作模式下电路参数将有所不同。下面将根据系统参数设计闭环调节器，不同工作模式下电路参数见附表。

附表 不同工作模式下的系统参数

5.1 电流调节器的设计

在工作模式II下，双输入Buck变换器工作在双闭环模式，电流环为内环，电压环为外环。电压调节器的输出作为电流调节器的给定信号，电压外环的调节速度低于电流内环的调

[16, 17]节速度。由于闭环系统的调节速度与闭环系统的环路带宽成正比，而闭环系统的环路带宽与环路增益函数的截止频率是一一对应的。因此在设计调节器时应使电压外环的截止频率低于电流内环的截止频率。令式(17)中的Gcr(s) =1，可以得到补偿前的电流内环环路增益函数，本文中双输入Buck变换器的开关频率fs为100kHz，取其1/5即fc1= 15kHz作为输入电流内环的截止频率。图10给出了输入电流内环补偿前环路增益函数的幅频曲线、相频曲线，在15kHz处幅值为–7dB。为提高输入电流的控制精度，选择PI调节器进行补偿，其传递函数为，

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因此电流调节器在15kHz处幅值为7dB，其零点对应频率设定在fc/10处，即1.5kHz。电

4流调节器相应参数为，kpc=2.4，kic=2.27×10。

补偿前后输入电流内环环路增益函数的幅频曲线和相频曲线如图10所示，由图可见，经过补偿，电流内环环路增益函数的截止频率约为15kHz，相角裕度为75°。