Digital Current Mode Control Algorithms for High-Power Half-Bridge DC/DC Converters

• Autorzy: Roasto I. , Vinnikov D. , Jalakas T. , Strzelecki R.

Warianty tytułu

PL

Cyfrowe algorytmy sterowania półmostkowych przetwornic DC / DC dużej mocy ze sprzężeniem prądowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Digitally controlled systems have many well known advantages in comparison to analogue systems e.g. programmability, higher flexibility and modularity, fewer components, lower sensitivity to noise and environment conditions. Theoretically, all analogue control algorithms can be digitalized. But from practical point of view the digitalization often ends up with some major difficulties, which will noticeable limit or even prevent the application of the digital control algorithm. In this paper some of the problems connected to the digitalization are discussed and solutions are proposed. As a result, two new digital current mode control algorithms for high-power, high-voltage half-bridge DC/DC converters are proposed, simulated and experimentally verified.

PL

Cyfrowe systemy sterowania posiadają liczne znane zalety w porównaniu z systemami analogowymi, np. programowalność, wyższą elastyczność funkcjonalną i modułowość budowy, mniejszą liczba komponentów oraz wrażliwość na warunki otoczenia. Teoretycznie wszystkie algorytmy analogowe można zdigitalizować, lecz z praktycznego punktu widzenia często wiąże się to z istotnymi trudnościami, ograniczającymi lub nawet uniemożliwiającymi stosowanie algorytmu cyfrowego. W artykule omówiono niektóre problemy związane z digitalizacją oraz przedstawiono sposoby ich rozwiązania. Zaproponowano dwa nowe cyfrowe algorytmy sterowania wysokonapięciową półmostkową przetwornicą DC/DC, zweryfikowane symulacyjnie i eksperymentalnie.

Słowa kluczowe

EN

digital current mode control; average current mode control; peak current mode control; digital control systems; half-bridge converters; electrical technology

PL

sterowanie cyfrowe; sterowanie ze sprzężeniem; systemy sterowania cyfrowe; przekształtniki półmostkowe; elektrotechnika

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 87, nr 8
• Strony: 180--186
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Roasto I.

autor

Vinnikov D.

autor

Jalakas T.

autor

Strzelecki R.

• Tallinn Uniechnology, Ehitajate str. 5, 19086 Tallinn, Estonia,

Bibliografia

• [1] Vinnikov, D.; Laugis, J.: "An improved high-voltage IGBTbased half-bridge DC/DC converter for railway applications", COMPEL: The International Journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering, vol.30, issue: 1, pp.280 – 299.
• [2] Billings K. H.: Switchmode Power Supply Handbook, Mcgraw-Hill, inc. 1989.
• [3] Songquan Deng; Hong Mao; Abu Qahouq, J.; Batarseh, I.: “A new peak current mode control scheme for half-bridge DCDC converters” 2004 IEEE 35th Annual Power Electronics Specialists Conference, PESC 04, vol.5, pp. 3734-3738, 20- 25 June 2004.
• [4] Rossetto L., Spiazzi G.: „Design considerations on currentmode and voltage-mode control methods for half-bridge converters”, APEC 1997, vol. 2, pp. 983-989, 1997.
• [5] Kai Wan; Ferdowsi, M., “Reducing computational time delay in digital current-mode controllers for dc-dc converters”, IEEE 30th International Telecommunications Energy Conference INTELEC 2008, pp.1-4, Sept. 2008.
• [6] Krein, P.T.: „Digital Control Generations - Digital Controls for Power Electronics through the Third Generation”, 7th International Conference on Power Electronics and Drive Systems, PEDS '07, pp.1-5, Nov. 2007.
• [7] Wan, K., Ferdowsi, M.: „Projected Cross Point - a New Average Current-Mode Control Approach”, pp. 65 – 70, 24-28 Feb. 2008.
• [8] Holme, P.R.; Manning, C.D.: “Digital control of high frequency PWM converters”, Power Electronics and Applications, Fifth European Conference, vol.4, pp. 260-265, Sep 1993.
• [9] Vinnikov, D., Jalakas, T., Egorov, M.: „Feasibility study of half- and full-bridge isolated DC/DC converters in highvoltage high-power applications”, 13th Power Electronics and Motion Control Conference, EPE-PEMC’2008, pp. 1257- 1262, 1-3 Sept. 2008.
• [10] Redl, R.; Sokal, N.O.; Schaefer, C.W.: “Transformer saturation and unusual system oscillation in capacitively coupled half-bridge or full-bridge forward converters: causes, analyses, and cures”, 19th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference, PESC '88 vol.2, pp.820-829, April 1988.
• [11] Roasto, I.; Vinnikov, D.: "Simplified digital average current mode control algorithm for half- or full-bridge isolated DC/DC converters," 35th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society IECON '09, pp.1730-1735, 3-5 Nov. 2009.