应用于UPS的3kW Boost电路研究.pdfVIP

维普资讯

第３４卷第２期

２００８年２月电字工囊师Ｖｏ１．３４Ｎｏ．２

ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣＥＮＧＩＮＥＥＲＦｅｂ．２０ｏ８

应用于ＵＰＳ的３ｋＷＢｏｏｓｔ电路研究

刘长万，王儒，方宇

（１．扬州招商证券电脑部，江苏省扬州市２１５１０４；

２．南京航空航天大学航空电源重点实验室，江苏省南京市２１００１６；

３．扬州大学信息工程学院，江苏省扬州市２２５００９）

摘要：提出了基于ＵＣ３８４２的Ｂｏｏｓｔ（升压）电路控制策略，运用开关函数法建立了Ｂｏｏｓｔ功率电

路的高频数学模型，进而给出了状态空间平均模型，基于这一模型，从控制理论的角度分析了Ｂｏｏｓｔ电

路的能控、能观测性。文中给出了占空比的输入到输出的小信号传递函数，为设计校正补偿网络提供

了理论依据。这一电路可应用于中小型ＵＰＳ（不间断电源）中，给蓄电池升压，为ＵＰＳ中的逆变器提供

输入电压，可以满足掉电时ＵＰＳ的动态性能。最后给出的仿真和实验结果，证明了文中分析的正确性

和ＵＣ３８４２控制的实用性。

关键词：ＵＰＳ；Ｂｏｏｓｔ变换器；传递函数；电流型控制

中图分类号：ｒＩ＇Ｎ８６

节器参数的设计和优化有重要的指导作用，避免了调

０引言

节器设计的盲目性。本文从控制理论的角度分析了该

Ｂｏｏｓｔ（升压）电路结构简单，只有一个开关管，不电路的能控、能观测性，基于此提出用ＵＣ３８４２实现

存在桥式电路共态导通的问题，应用在中小功率ＵＰＳＢｏｏｓｔ电路的峰值电流控制策略。

（不间断电源）中（几百ｗ到３ｋＷ），适用于家用、办

１电路分析．‘

公等。它在ＵＰＳ中的作用是当市电失电时，将蓄电池

的较低电压泵升，作为ＵＰＳ中逆变器的输入电压，这Ｂｏｏｓｔ电路图见图１（ａ）。

就要求Ｂｏｏｓｔ电路具有快速的动态响应特性，以确保圈％目丑

在失电时，ＵＰＳ的输出交流电压没有畸变。因此，设计

Ｂｏｏｓｔ电路的控制电路是关键。

Ｂｏｏｓｔ电路的控制分电压型控制和电流型控制。

电压型控制是单环控制，由于Ｂｏｏｓｔ电路功率较大，设

计在电流连续工作模式，因此系统是二阶的，为了确保

系统的稳定，电压环带宽增益积较小，相应的系统动态

响应较慢，很难满足ＵＰＳ的动态性能要求。电流型控（ｃ）模态３

图１主电路工作原理

制属双环控制，外环是电压环，内环是电流环，由于电

流内环的存在，上述二阶系统被降成一阶系统，一阶系图１（ａ）电路有２个基本工作模态，主要波形如图

统是无条件稳定的，因此它的带宽增益积可以很大，可２所示。