Design of a sliding mode controller based on local averaged technique and applied to the buck converter

• Autorzy: Jaen C. , Pou J. , Pindado R. , Sala V. , Zaragoza J.

Warianty tytułu

PL

Regulator ślizgowy przekształtnika PWM napięcia stałego na podstawie modelu uśrednionego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A modeling methodology applied to PWM DC-DC converters is presented in this paper. Parasitic resistors have been considered in inductor and power supply. A generalised equivalent circuit based on averaged variables is obtained for the basic structures of DC-DC converters. This circuit and the associated model are valid for continuous conduction mode and discontinuous conduction mode. This contribution contains expressions to detect changes of the converter operation mode and to estimate the value of the diode duty cycle operating under discontinuous conduction mode. A sliding mode controller for the regulation of the output voltage has been designed in terms of averaged state variables and converter parameters. The procedure is applied to a 100W Buck converter prototype. Simulations and experimental results are presented.

PL

W artykule przedstawiono metodologię modelowania przekształtników PWM napięcia stałego (DC-DC) z uwzględnieniem rezystancji pasożytniczych cewki indukcyjnej i źródła zasilenia. Na podstawie uśrednionych zmiennych stanu opracowano ogólny schemat zastępczy podstawowych struktur przekształtników DC-DC. Ten schemat oraz odpowiedni model są słuszne przy przewodzeniu ciągłym i impulsowym. Obydwa tryby przewodzenia łączą wyrażenia, wykrywające zmiany w działaniu przekształtnika oraz pozwalające oszacować wartości cyklu pracy diody przy przewodzeniu impulsowym. Zaprojektowany dla uśrednionych zmiennych stanu z uwzględnieniem parametrów przekształtnika regulator ślizgowy napięcia wyjściowego został zastosowany w prototypie przekształtnika typu Buck o mocy 100W. Artykuł zawiera wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych.

Słowa kluczowe

EN

pulse width modulation converters; control systems; variable structure systems; converter control

PL

modelowanie przekształtników; przekształniki; układy sterowania; układy o zmiennej strukturze; sterowanie przekształtnikiem

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 83, nr 10
• Strony: 99--102
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Jaen C.

autor

Pou J.

autor

Pindado R.

autor

Sala V.

autor

Zaragoza J.

• Technical University of Catalonia,

Bibliografia

• [1]R.D. Middlebrook and S. Cuk, “A general unified approach to modelling switching converter power stages,” in Proc. IEEE PESC, 1976, pp 18-34.
• [2]G. W. Wester and R. D. Middelbrook, "Low-frequency characterisation of switched DC-to-DC converters", Advances in Switched-Mode Conversion. Vol. I y II Teslaco Pasarena 1982, pp. 27-38.
• [3]Krein, P.T. Bentsman, J. Bass, R.M., and Lesieutre, B.L.,”On the use of Averaging for Analysis of Power Electronic Systems”. IEEE Trans. Power Electron., vol. 5, nº 2, April 1990, pp 182 – 190.
• [4]Maksimovic D., Stankovic A.M., Thottuvelil V.J., Verghese G.C. “Modeling and simulation of power electronics” Proceedings of the IEEE, vol. 89, no 6, June 2001, pp 898-911.
• [5]J. Mahdavi, A. Emadi, and H.A. Toliyat, “Application of state space averaging method to sliding mode control of PWM DC/DC converters”, in Proc. IAS Annual Meeting, New Orleans, Oct. 1997, pp 820-827.
• [6]Jaen C., Pindado R., Pou J. “ A proposal of modelling and sliding mode controller applied to PWM DC-DC converters”, EPE’03, European Power Electronics Conference, 3-5 September 2003 (CD)