"双环控制下的Buck变换器研究：传递函数建模与主功率补偿网络设计",Buck变器双环控制:平均电流和峰值电流控制。 主功率建模后得到传递函数，从而设计不同控制模式下的补偿网络，以及峰值电流控制下次谐波振荡时斜坡补偿斜率要求。 补偿器设计由零极点的传函到运放或者TL431+光耦都可以。 ,Buck变换器;双环控制;平均电流控制;峰值电流控制;传递函数;补偿网络;斜坡补偿斜率;补偿器设计,Buck变换器双环控制策略研究：传递函数与补偿网络设计 双环控制系统作为电力电子领域的一项核心技术，其在Buck变换器中的应用已成为研究热点。Buck变换器是一种直流-直流转换器，主要用于降低直流电压。在双环控制系统中，Buck变换器的控制方式主要分为平均电流控制和峰值电流控制两种模式。这两种控制模式各有其特点，平均电流控制模式能够有效地减少输出电压纹波，而峰值电流控制模式则能够提高系统的动态响应速度和稳定性。 在对Buck变换器进行双环控制的研究中，首先需要进行主功率建模，即根据变换器的电路结构和工作原理，推导出其数学模型。通过对电路元件的电压、电流关系进行分析，可以得到Buck变换器的传递函数。传递函数是系统动态特性的数学表达，它描述了系统输出量对于输入量的响应关系。在传递函数的基础上，研究者可以进一步设计出适合不同控制模式的补偿网络。 补偿网络的设计是双环控制策略中的关键环节。补偿网络的作用是改善变换器的频率响应特性，提高系统稳定性和快速性。补偿网络设计通常包括零极点配置，零点用于提升系统增益，极点则用于增强系统阻尼。通过适当配置零极点，可以对Buck变换器的频率响应进行优化，从而达到理想的控制效果。 在峰值电流控制模式下，由于次谐波振荡问题的存在，需要引入斜坡补偿机制。斜坡补偿斜率的选择对于控制性能有着重要影响。斜坡补偿能够防止电流控制环进入不稳定状态，提高电流控制环的抗干扰能力和稳定性。 补偿器设计是实现补偿网络的关键步骤。在设计补偿器时，可以从零极点的传递函数出发，选择不同的实现方式，例如使用运算放大器（运放）或者利用TL431+光耦组合。运放和TL431+光耦是电力电子领域常用的补偿器实现元件，它们各有优势和局限性，选择时需要根据具体应用场合和性能要求进行权衡。 Buck变换器双环控制策略的研究不仅限于理论分析和仿真验证，还包括实际电路的设计与实验。通过对变换器性能的深入研究，可以进一步探索更多创新的控制策略和优化方法，为电源管理领域的发展贡献力量。 双环控制系统在Buck变换器中的应用表明了电力电子技术的复杂性和多样性。随着技术的不断进步，新的控制理论和方法将不断涌现，为电力电子系统提供更加高效、稳定和可靠的控制解决方案。

平均电流模式控制是一种用于直流-直流（DC-DC）转换器中的控制方法。它的原理是通过控制电感器中的平均电流来控制输出电压，从而实现稳定的输出电压和电流。 在平均电流模式控制中，控制器测量电感器中的电流，与设定的参考电流进行比较，然后产生一个误差信号。这个误差信号将被放大并通过一个比例增益来生成控制信号，以控制开关管的开关时间和频率来修改电路行为。 在DC-DC转换器中，开关管周期性地连接或切断电路，使电感中的电流在每个周期内增加或减小，从而产生稳定的输出电压。平均电流模式控制确保电路中的电感平均电流保持恒定，使输出电压和电流具有更好的稳定性和精度。 总的来说，平均电流模式控制是一种经典的控制方法，可以在许多电源和电子设备中实现稳定且高效的能量转换。

1987年，B.L.Wilkinson提出了平均电流型控制方案，最早应用于功率因数校正转换器，并获得专利。图所示是以Buck转换器为例给出的平均电流控制电路框图。电流给定信号Ue是电压调节器的输出信号，图中未画出电压环。 　　图　平均电流型控制的Buck转换器 　　平均电流型控制方案需要检测电感电流iL，电流检测信号与电流给定iL进行比较后，经过电流调节器生成控制信号Uc，Uc与锯齿波调制信号进行比较，产生出PWM脉冲。电流调节器一般采用Pl型补偿网络，并可以滤除采样信号中的高频分量如图所示。平均电流型控制比较适用于Boost功率因数校正、电池充电控制、太阳能发电等系统。与峰值电流控制

图腾柱无桥PFC，平均电流控制。 环路建模然后设计出电压环和电流环补偿网络，零极点放置。 PLECS、psim和simulink均验证过，均有对应模型。 同时Dual-boost PFC及两相、三相交错并联图腾柱PFC均有。

针对宽范围输入的双管Buck-Boost变换器，在Buck和Boost两模式之间进行切换和输入电压发生波动时，电感电流和输出电压存在较大波动的问题，提出了带输入电压前馈的两模式平均电流控制策略。该策略通过将具有电压电流双闭环结构的平均电流控制与单载波-双调制的调制方法相结合，来提高变换器的动态响应性能，实现变换器两模式的自动近似平滑切换，同时对电感电流进行有效控制，保护设备安全。为了克服传统双闭环前馈函数实现和化简困难的缺点，提出将输入电压前馈引入电流内环从而大幅提高了变换器的输入动态响应性能。最后建立了MATLAB／Simulink仿真模型和硬件试验平台，验证了所提控制方法的有效性。

 针对开关电源中的整流电路和其本身的非线性负载特性产生大量谐波污染公共电网问题，提出了一种高功率因素校正电路。采用英飞凌（Infineon）公司的CCM控制模式功率因素校正芯片ICE2PCS01控制驱动MOSFET开关管，并与升压电感、输出电容等组成Boost拓扑结构，输入电流与基准电流比较后的误差电流经过放大，再与PWM波比较，得到开关管驱动信号，快速而精确地使输入电流平均值与输入整流电压同相位，接近正弦波。结果表明，该电路方案能大大减小输入电流的谐波分量，在AC176V-264V的宽电压输入范围内得到稳定的DC380V输出，功率因素高达0.98。

平均电流控制的APFC在matlab/simulink下的仿真，波形较好，存在过零点的略微畸变，有待改进。

boost型平均电流APFC,输出波形完美，输入电流thd低于4%

单相boost电路平均电流模式PFC仿真研究以及参数计算-PFC_current_loop_cal.m   希望能和有兴趣的同志探讨。   附件包含一个PFC simulink仿真模型以及电流环和电压环参数调节的m文件。

PSIM单环平均电流闭环控制buck变换AC仿真