一种基于扰动观测的Boost电路装置的制造方法_2

文档序号:8530053阅读:来源:国知局
算放大器U4B;所述R30的一端 作为比较模块的第一输入端,所述R30的另一端连接所述U4B的输入负端,所述R31的一端 作为比较模块的第二输入端,所述R31的另一端连接所述U4B的输入负端,所述R32的两端 分别连接U4B的输入负端和输出端,所述U4B的输入正端接地,所述U4B的输出端作为比较 模块的输出端;
[0027] 所述比较模块的第一输入端连接所述第一串联模块的输出端,所述比较模块的第 二输入端连接所述第二串联模块的输出端,所述比较模块的输出端作为所述扰动观测器的 输出端。
[0028] 进一步,所述补偿1模块包括电阻1?33、1?34、1?35、1?36,运算放大器耶4 ;所述1?33的 一端作为补偿1模块的第一输入端,所述R33的另一端连接所述U5A的输入正端,所述R34 的一端作为补偿1模块的第二输入端,所述R34的另一端连接U5A的输入负端,所述R35的 一端连接U5A的输入正端,所述R35的另一端接地,所述R36的两端分别连接U5A的输入负 端和输出端,所述U5A的输出端作为补偿1模块的输出端;
[0029] 所述补偿1模块的第一输入端与所述控制器模块的输出端相连接,所述补偿1模 块的第二输入端与所述扰动观测器的输出端相连接,所述补偿1模块的输出端分别与所述 PWM发生模块和所述第一串联模块的输入端相连接。
[0030] 进一步,所述补偿2模块包括电阻1?21、1?22、1?23,电压源¥5,运算放大器耶8 ;所述 R21的一端接地、所述R21的另一端连接所述U5B的输入负端,所述R22的一端连接所述V5 的正极、所述R22的另一端连接所述U5B的输入负端,所述R23的两端分别连接所述U5B的 输入负端和输出端,所述U5B的输入正端和所述V5的负极相连接并接地,所述U5B的输出 端作为所述补偿2模块的输出端;
[0031] 所述补偿2模块的输出端与所述第一串联模块的输入端相连接。
[0032] 进一步,所述Boost电路模块包括8V直流电压源VI,电感L,电容C,二极管Dl, MOSFET管Q1,以及电阻RUR;所述VI,L,Dl和R依次相串联组成一个回路,所述Ql的漏 极D与所述Dl的正端相连接,所述Ql的源极S与所述Vl的负端相连接并接地,所述C和 所述Rl串联后的两端分别连接所述Dl的负端和所述Vl的负端。
[0033] 进一步,所述PWM发生模块包括比较器U2A,受控电压源V3,电阻R8、R9、R10、R11, 锯齿波信号源V4 ;所述Rll的一端与所述U2A的输入正端连接,所述Rll的另一端与所述 补偿1模块的输出端相连接,所述RlO的一端与所述U2A的输入负端相连接,所述RlO的另 一端与所述锯齿波信号源V4的正端相连接,所述V4负端接地,所述V3的输入正端与所述 U2A的输出端相连接,所述V3的输入负端与所述U2A的电源负端相连接并且接-9V电压,所 述R9 -端连接U2A的电源正端并且接9V电压,所述R9另一端连接U2A的输出端,所述R8 的一端与所述MOSFET管Ql的栅极G相连接,所述R8的另一端与所述V3的输出正端相连 接,所述V3的输出负端与所述MOSFET管Ql的源极S相连接。
[0034] 进一步,所述电压采集模块包括电阻R3和R4;所述R3与所述R4串联后与所述电 阻R相并联,所述R3与R4之间的连线上引出所述电压采集模块的输出电压U。。
[0035] 进一步,所述PID控制模块包括电阻R5、R6、R7,电容C2、C3,电源V2,运算放大器 UlA;所述电容C2和电阻R6并联后的一端与电阻R5的一端连接,所述电容C2和电阻R6并 联后的另一端接入运算放大器UlA的输入负端,所述电阻R7和电容C3串联后的两端分别 连接运算放大器UlA的输入负端和输出端,所述电源V2的正端连接运算放大器UlA的输入 正端,所述电源V2的负端接地,所述电阻R5的另一端作为PID控制模块的输入端并且与电 压采集模块的输出电压队连接,所述运算放大器UlA的输出端作为所述控制器模块的输出 端。
[0036] 本发明的有益效果为:
[0037] (1)本发明中的扰动观测模块可以对Boost电路进行扰动估计并补偿,显著提高 了Boost变换器的输出电压稳定能力,减小输出电压稳态误差。
[0038] (2)本发明用于解决Boost电路由于非最小相位而无法得到其传递函数的问题, 用Boost变换器的小信号传递函数经过变换来近似稳态时Boost原传递函数。
[0039] (3)本发明用于解决Boost电路在运行过程中的模型摄动、输入电压波动或负载 变化等问题,通过扰动观测器来进行扰动估计并补偿,使得控制信号可以有针对性地实时 调整,满足高精度的稳压控制要求。
【附图说明】
[0040] 图1是本发明的结构框图;
[0041] 图2是本发明的Boost电路扰动抑制原理框图;
[0042] 图3是本发明电路原理图;
[0043] 图4是扰动观测器原理框图。
【具体实施方式】
[0044] 实施例1
[0045] 本发明的电路结构如下:
[0046] 所述基于扰动观测的Boost电路装置包括!Boost电路模块、电压采集模块、控制 器模块、补偿1模块、补偿2模块、PWM发生模块和扰动观测器模块;
[0047] 所述Boost电路模块是将电源VI,电感L,二极管Dl和电阻R依次串联成一个回 路,将MOSFET管Ql的漏极D端与二极管Dl的正端相连接,将MOSFET管Ql的源极S端与 电源Vl的负端相连接,电源Vl的负端接地,将电容C一端和电阻Rl的一端连接,将电容C 的另一端与二极管Dl的负端相连,将电阻Rl的另一端与电源Vl的负端相连接。
[0048] 所诉电压采集模块是将电阻R3和R4串联后与负载R并联,从Rl和R2之间引出 采集模块的输出电压。
[0049] 所述PWM发生模块将电阻Rll-端与比较器U2A的输入正端连接、另一端与补偿 1模块的输出端相连接,将电阻RlO的一端与比较器U2A的输入负端相连接、另一端与锯齿 波信号源V4相连接,将受控电压源V3的输入正端与比较器U2A的输出端相连接,将受控电 压源V3的输入负端与比较器U2A的电源负端相连接,将电阻R9串联在比较器U2A的电源 正端和受控电压源V3的输入正端,电阻R8 -端与MOSFET管Ql的漏极G相连接、另一端与 受控电压源V3的输出正端相连接,受控电压源V3的输出负端与MOSFET管Ql的源极S相 连接,U2A的电源正端和电源负端分别接9V电压和-9V电压。
[0050] 所述控制器模块是将电容C2和电阻R6并联,一端与电阻R5的一端连接,另一端 接入运算放大器UlA的输入负端,将电阻R7 -端和电容C3 -端连接,电阻R7的另一端接 在运算放大器UlA的输入负端,电容C3的另一端接在运算放大器UlA的输出端,将电源V2 接在运算放大器的输入正端,R5的另一端为控制器模块的输入端,运算放大器UlA的输出 端作为控制器模块的输出端。
[0051] 所述扰动观测器模块包括一阶低通滤波环节、一阶惯性环节和一阶微分电路串联 模块,一阶低通滤波环节、一阶惯性环节和二阶微分电路串联模块,以及比较模块;所述一 阶低通滤波环节、一阶惯性环节和一阶微分电路串联模块由微分环节电路、第一惯性环节 电路和第二惯性环节电路串联构成。所述的微分环节电路是将电阻R24与电
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