导言
开关变换器是脉冲式的非线性动态体系，在恰当的脉冲非线性操控下，体系应当比传统的先行反应操控更安稳，有更好的动态功用和抗扰动性。当输入电压或负载发生改动时，电压型反应操控需求多个开关周期才干到达稳态。电流型反应操控利用了变换器的脉冲和非线性特色，当占空比D大于O.5时，若选用的斜坡补偿很准确，能使体系在一个开关周期内到达稳态，可是往往实践中斜坡补偿不能彻底匹配，所以依然需求多个开关周期才干到达稳态。
单周期操控技能是1991年由Keyue M．smedley提出的一种非线性大信号PWM操控理论，它最大的特色是能使体系在一个周期之内到达稳态，每个周期的开关差错不会带人下一个周期。这种操控办法具有调制和操控的双重性，开关变量和参阅电压间既没有动态差错也没有稳态差错。因而，单周期操控技能近年在各种DC/DC、DC/AC、AC/DC变换器中来得到了广泛的使用。
1、 单周期操控根本原理
单周期操控技能，包含恒频PWM开关、安稳导通时刻开关、安稳截止时刻开关、改动开关的单周期操控技能共4种类型。关于恒频PWM开关，开关周期TS安稳，单周期操控便是要调理导通时刻TON，然后使得斩波波形的积分值等于基准信号。恒频PWM开关单周期操控原理，如图1所示。
没开关S以必定开关频率fs=l/Ts的开关函数K（t）作业，即：
因而，在一个开关周期里能够瞬时地操控输出信号。依照这种概念操控开关的技能称为单周期操控技能，单周期操控技能将非线性开关变为线性开关，是一种非线性技能。
文献［5］提出了Boost电路的单周期操控战略，如图2所示。在稳态情况下，当开关管导通时，二极管上电压vD为U0，当开关关断时，二极管上压降为零，所以能够经过操控二极管上的电压，使其在一个周期内的平均值等于参阅值，然后改动占空比，即
2 、单周期操控Boost变换器的双环操控
在文献［5］和［7］的基础上，本文研讨了单周期操控Boost变换器的一种双环操控战略。首要，从Boost变换器的作业原理着手剖析，图3为Boost变换器及电感电流波形图，为了便利评论，假定一切的元件都是抱负的，一起负载电流足够大，电感电流接连，输出电压在一个开关周期内为常数。
式（9）能够经过图4（a）的复位积分电路来完成。其间U+=Um，U1=-RSiL，U-=-UmD，时刻常数RC1等于RS触发器时钟Clock的周期时刻TS。图4（b）为占空比D的示意图，当U-减小到U+时，积分完毕。
3、 仿真剖析
依据前面的论说，能够构建出双环单周期操控Boost电路，如图5所示。为了验证其可行性以及愈加清晰体系各模块之问的联系，本文选用Saber软件进行了仿真剖析，仿真参数如下：
输入电压 Ui=110V；
开关频率 fs=100kHz：
输出电压 U0=300V；
输出功率 P0=300W。
图6为仿真成果，图6（a）为比较器输入端电压U-、U+以及输出RS触发器复位脉冲信号R的部分打开波形；图6（b）为RS触发器PWM信号发生波形；图6（c）为输出电压U0以及电感电流波形。
仿真成果标明，双环单周期操控战略是可行的，复位积分电路各模块之间能按规划的逻辑作业，输出电压安稳在300V。
4、 试验验证
4.1 试验样机规划
图5中虚线框中的操控电路能够用新式芯片IRll50S来完成，如图7所示。lRll50S是一种作业于接连形式的依据单周期操控技能的操控芯片，具有过压维护、欠压维护、空载维护、峰值电流操控以及软启动功用。该芯片只要8个引脚，选用S0-8封装，有很强的驱动才能，最大驱动电流到达1.5A，频率设定只需经过一个电阻R2来调理，整个操控体系非常简略。
本文使用该芯片规划了一台原理样机，试验主要参数为：输入电压80~250V，Boost电感780μH，作业频率f=100kHz，输出电压U0=300V，过压维护电压360V，额定功率300W，采样电阻O.1Ω，输出滤波电容：330μF/450V。
4.2 试验成果及剖析
从图8和图9能够看出，跟着输入电压添加，占空比逐步减小，输入电流减小，检测电阻端电压（负压）也减小，然后差错放大器的输出Um也减小。
图10和图l1标明，跟着输入电压的添加，输出电压安稳在300V。
图12是该变换器的空载损耗曲线图，能够看出，跟着输入电压的添加，输入电流减小，损耗逐步减小，当输入电压到达180V后，损耗根本安稳在0.51W。
跟着输入电压的添加，体系的功率逐步添加，主要是因为输入电流的减小，体系的损耗有所减小。满载情况下，输入电压为220V时功率最高，到达了97.9％。
5、 结语
本文介绍了单周期操控技能的根本原理，研讨了单周期操控Boost变换器的一种双环操控计划，使用仿真剖析证明了其可行性，并使用依据单周期操控技能的芯片IRll50S规划制作了一台试验样机。试验证明，选用这种操控计划的Boost变换器作业安稳，整机功率高，体系具有杰出的功用。
责任编辑：gt
