双输入直流变换器的建模与闭环系统设计(3)

图 2 控制系统框图

工作模式I：当负载所需功率大于1#源所能提供的最大功率时，两路输入源同时向负载供电。此时电压调节器的输出Ve为正值，二极管Dc截止，电压调节器和电流调节器独立工作。其中Iin1_ref作为1#源能够提供的最大功率对应的1#源输入电流的参考值，使1#源输出最大功率；电压调节器用于调节输出电压，2#源提供剩余功率。

工作模式II：当负载较轻时，由1#输入源单独向负载供电。如果保持Iin1_ref不变，则1#源以最大功率输出，大于负载功率，导致输出电压升高。这时电压调节器的输出将为负值，使Q2关断，同时使Dc导通，电压调节器的输出Ve作为调整信号使Iin1_ref减小，即减小输入电流。此时电压调节器与电流调节器组成双闭环，电流环为内环，电压环为外环，此时调节Q1的占空比使输出电压稳定。

工作模式III：由于特殊原因，1#源不输出功率，直接关断开关管Q1，由2#源单独向负载供电，此时电压调节器控制Q2占空比保证输出电压恒定。

3 小信号电路模型

电力电子系统一般由电力电子变换器、PWM调制器、驱动电路、反馈控制单元组成。在进行闭环系统设计前，首先要建立被控对象的小信号模型。

在工作模式I下，两路输入源同时工作，共同向负载提供能量；在工作模式II和III下，单个输入源向负载供电，变换器等效为单输入Buck变换器。下面建立这三种工作模式下的变换器小信号模型。

3.1 双输入Buck变换器的小信号电路模型

图1给出了双输入Buck变换器的电路图，采用状态平均法

变换器的小信号电路模型，如图3所示。 [15]，可直接建立双输入Buck