高頻感應加熱電源斬波器補償電路的設計
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本文用Matlab軟件設計了具有雙零點(diǎn)、雙極點(diǎn)的PI控制器，并對設計結果進(jìn)行了仿真驗證。根據Bode定理，補償網(wǎng)絡(luò )加入后的回路增益應滿(mǎn)足幅頻漸進(jìn)線(xiàn)以-20dB／dec的斜率穿過(guò)剪切點(diǎn)(ωc點(diǎn))，并且至少在剪切頻率左右2ωc的范圍內保持此斜率不變。
由此要求，首先選擇剪切頻率。實(shí)際應用中，選fc=fs／5為宜，其中fs為斬波器工作頻率或開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)頻率。具體斬波器中，開(kāi)關(guān)頻率為50kHz，則fc=50／5=10kHz。
如圖7中所示，未加補償網(wǎng)絡(luò )之前系統在fc=10kHz處的增益為-11．4dB，斜率為-40dB／d ec，所以，補償網(wǎng)絡(luò )應滿(mǎn)足如下條件：在fc=10kHz處的增益為11．4dB，斜率為+200dB／dec，并保持此斜率在至少2ωc的范圍內不變。取兩個(gè)零點(diǎn)位于諧振頻率附近，以抵消斬波器的2個(gè)極點(diǎn)(零點(diǎn)+2斜率補償極點(diǎn)-2斜率，并補償其相位滯后)；令一個(gè)極點(diǎn)p1抵消斬波器的ESR零點(diǎn)：fp1≈fz,設置一個(gè)高頻極點(diǎn)p2，fp2≈(5～10）fc，使高頻段增益降低，以抑制高頻噪聲。根據以上要求，可以按如下方案設計：fz1=fz2=1．33kHz，fp1=7．96kHz，fp2=100kHz，kp=3250則所設計的P I補償器的參數如下：取R 1=5 0k Ω，R 2=1 9．6k Ω，R3=0．8 8k Ω，C1=50pF，C 2=6．1nF，C3=2．36nF。實(shí)際電路中，取R1=．50kΩ，R 2=20kΩ，R 3=0．88kΩ，C1=50pF，C2=6．2nF，C3=2．2nF。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/181173.htm
從圖7中可以看出，增加PI補償器后，系統補償后低頻增益提高，中頻帶寬增大，并以-20dB／dec的斜率穿越零分貝線(xiàn)；系統截止頻率近似為1OkHz，與設計期望值相同；高頻衰減迅速，很好地提高了系統抗干擾性能；補償后的相位裕度達到了75°。
4 結束語(yǔ)
對于高頻感應加熱電源廣泛應用的Buck斬波調功電路，設計了雙極點(diǎn)、雙零點(diǎn)補償電路，補償后的系統不僅提高了系統響應速度，而且消除了穩態(tài)誤差，系統性能明顯提高。實(shí)驗結果證明了這種補償電路的實(shí)用性和有效性，對高頻感應加熱電源的改進(jìn)和研究具有很好的參考價(jià)值。
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