Title of article :
Voltage Regulation of DC-DC Series Resonant Converter Operating in Discontinuous Conduction Mode: The Hybrid Control Approach
Author/Authors :
Afshang, H Department of Electrical Engineering - Sharif University of Technology, Tehran, Iran , Tahami, F Department of Electrical Engineering - Sharif University of Technology, Tehran, Iran
Pages :
10
From page :
1610
To page :
1619
Abstract :
Dynamic modeling and control of dc-dc series resonant converter (SRC) especially when operating in discontinuous conduction mode (DCM) is still a challenge in power electronics. Due to semiconductors switching, SRC is naturally represented as a switched linear system, a class of hybrid systems. Nevertheless, the hybrid nature of the SRC is commonly neglected and it is modeled as a purely continuous dynamics based on the sinusoidal approximation and averaging. However, an SRC may be purposely designed to operate in DCM so the sinusoidal approximation is no longer acceptable. Therefore, it is essential to analyze the stability using a more sophisticated model. This paper presents a novel hybrid control strategy for the output voltage regulation of the SRC operating in DCM. Neither sinusoidal nor averaging is used. The stability of the closed-loop system is systematically fulfilled by satisfying some linear matrix inequalities. The proposed hybrid control approach has simple hardware implementation which does not require fast sampling of the resonant tank waveforms and external voltage-controlled oscillator. A prototype of the SRC is constructed and the hybrid controller is realized on a TMS320F2812 DSP core. The effectiveness of the proposed method is verified by simulation and experimental results.
Farsi abstract :
مدل سازي و كنترل مبدل هاي تشديدي سري به ويژه هنگام كاركرد در وضعيت هدايت ناپيوسته جريان، هنوز يك چالش در الكترونيك قدرت مي باشد. به خاطر كليدزني نيمه هادي ها، مبدل ذاتاً داراي ديناميك خطي سوئيچ شونده است كه كلاس خاصي از سيستم هاي دورگه (هايبريد) محسوب مي شود. از آنجايي كه تحليل پايداري و طراحي كنترل براي چنين مدلي دشوار است، معمولاً با استفاده از تقريب هارمونيك اول (سينوسي) و متوسطگيري، يك مدل پيوسته در زمان بدست مي آورند كه غيرخطي است و سپس آن را خطي سازي مي كنند. در حالي كه براي برخي از كاربردها، مبدل تشديدي سري در زير فركانس تشديد و در وضعيت هدايت ناپيوسته جريان كار مي كند كه در اين شرايط ديگر تقريب سينوسي قابل قبول نيست. بنابراين براي تحليل پايداري به يك مدل دقيقتر نياز است. در اين مقاله يك استراتژي كنترل هايبريد جديد براي تنظيم ولتاژ خروجي مبدل تشديدي سري هنگام كاركرد در وضعيت هدايت ناپيوسته جريان ارائه مي شود. پايداري سيستم كنترل حلقه بسته بطور سيستماتيك با استفاده از نامساوي هاي ماتريسي تضمين مي شود. يك نمونه آزمايشگاهي از مبدل ساخته شده و كنترل كننده هايبريد پيشنهادي بر روي پرداز شگر سيگنال ديجيتال TMS320F2812 پياده سازي مي شود. نتايج شبيه سازي و تست هاي آزمايشگاهي، كارآيي روش كنترل هايبريد پيشنهادي را تأييد مي كنند
Keywords :
Stability Analysis , Piecewise Affine System , Hybrid Control , Voltage Regulation , Discontinuous Conduction Mode , Series Resonant Converter
Serial Year :
2019
Record number :
2497152
Link To Document :
بازگشت