کنترل خطی سازی با فیدبک ورودی-خروجی تطبیقی یک مبدل رزونانسی سری-موازی dc-dc
چکیده
تقاضای روز افزون برای منابع توان کوچک تر و کارآمدتر برای تجهیزات الکترونیکی فشرده، به روی آوردن درخواست ها برای مبدل های توان رزونانسی منجر شده است. در میان ساختارهای متعدد مبدل ها، مبدل های رزونانسی سری-موازی رایج-ترند. این مبدل ترکیب مزایای مبدل رزونانسی سری و مبدل رزونانسی موازی را داراست. مزایای مبدل های رزونانسی کاملاً شناخته شده اند: چگالی توان زیاد، بازدهی بالا و تداخل الکترومغناطیسی کم. مشکل کنترل کردن مبدل های کلیدزنی فرکانس بالا، موضوع بسیار مهمی در کاربردهای عملی است. برای حل آن، روش های کنترل مختلفی شامل روش های خطی و غیرخطی گزارش شده است. در میان آنها، روش های غیرخطی به دلیل بهبود پاسخ دینامیکی، مقاوم بودن و رفتار پایدار در مقابل تغییرات بار و ولتاژ ورودی توجه خاصی را دریافت کرده اند. در این پایان نامه، به طراحی روش های کنترلی جدیدی برای حل مشکل تنظیم ولتاژ خروجی مبدل رزونانسی سری-موازی dc-dc با عملکرد شیفت فاز پرداخته شده است. این روش های کنترلی، طراحی کنترل کننده های تطبیقی و فازی-لغزشی پایدار با عملکرد مطلوب را برای این دسته از مبدل ها ممکن می سازد. این تحقیق شامل ترکیب مدل دینامیکی سیگنال بزرگ متوسط مناسب و روش خطی سازی ورودی-خروجی است که منجر به طراحی کنترل کننده های مختلفی از جمله: کنترل کننده های لغزشی، لغزشی-فازی و تطبیقی می شود. این سه کنترل کننده برای مبدل رزونانسی سری-موازی dc-dc، طراحی و شبیه سازی شده و مورد مقایسه قرار گرفته اند. در کنترل تطبیقی، پارامترهای کنترل کننده فیدبک ورودی-خروجی، در حین کار چنان تطبیق داده می شوند تا با وجود نامعینی در این پارامترها، عمل کنترل به درستی صورت گیرد. پایداری کلی سیستم کنترل تطبیقی با روش تابع لیاپانوف اثبات شده است. برخی ویژگی های مهم کنترل کننده تطبیقی پیشنهادی عبارتند از: کلیدزنی ولتاژ صفر، مقاوم بودن در برابر تغییرات پارامترهای خارجی و بار، فرکانس کلیدزنی ثابت، پاسخ گذرای سریع، حذف پدیده وزوز و کاهش ریپل ولتاژ خروجی در مقایسه با کنترل کننده های لغزشی و لغزشی-فازی. نتایج شبیه سازی برای تائید پیش بینی های نظری و کارائی بالای کنترل کننده تطبیقی نسبت به دیگر کنترل کننده ها ارائه شده است.