为了研究峰值电流控制型开关调节系统在受到扰动作用时的动态特性,在上述的峰值电流控制型开关调节系统实验样机(双环系统),开展了突变负载和电源电压变化的实验。
1.突变负载的实验
实验参数:输入电压Ug=23.0V,输出电压U=10.0V,最大负载电流4.8A,最小负载电流1.8A。
突增负载实验:实验时,输出电流是从1.8A突升到4.8A,系统动态响应如图2-80所示,实验测得:瞬态电压下降3.2V,调节时间ts=3.0ms。
突减负载实验:实验时,输出电流是从4.8A突降到1.8A,系统动态响应如图2-81所示,实验测得:瞬态电压上升3.6V,调节时间ts=2.62ms。
图2-80 峰值电流控制突增负载动态响应曲线
1—输出电压 2—输出电流
纵坐标:输出电压20V/格;输出电流10A/格;
横坐标:时间400μs/格
图2-81 峰值电流控制突减负载动态响应曲线
1—输出电压 2—输出电流
纵坐标:输出电压20V/格;输出电流10A/格;
横坐标:时间400μs/格
2.电源电压变化的实验
实验测试的参数:输出电压U=10.57V,负载电阻Rload=12Ω。
电源电压上升实验:实验时,输入电压Ug是从17.05V升到24.00V,实验波形如图2-82所示。实验测得,电源电压上升时输出电压能很好地稳定。可见峰值电流控制对电源电压的变化具有很好的动态响应。(www.daowen.com)
电源电压下降实验:实验时,输入电压Ug是从24.00V降到17.05V,实验波形如图2-83所示。从图中可见,电源电压下降时,输出电压也几乎没变化。
为便于进一步分析模拟控制实验,现结合2.2.5节介绍的电压控制型开关调节系统实验,作对比分析。单环控制和双环控制这两个实验测得的数据见表2-14。
图2-82 电源电压突升时双环控制的动态响应曲线
1—输出电压 2—电源电压
纵坐标:输入电压5V/格;输出电压5V/格;
横坐标:时间20ms/格
图2-83 电源电压突降时双环控制的动态响应曲线
1—输出电压 2—电源电压
纵坐标:输入电压5V/格;输出电压5V/格;
横坐标:时间20ms/格
表2-14 电压控制和峰值电流控制实测动态指标比较
由表2-14中所列数据可见,峰值电流控制对负载的变化控制能力较电压控制稍逊色些。但从电源电压变化的实验中可见,与电压控制相比峰值电流控制的静、动态性能显著提高。
由此可得出:峰值电流控制型开关调节系统(双环控制)对电源电压的变化有很好的动态特性,这也验证了前面理论分析的结果。但对负载突变的情况,其动态响应与电压控制型调节系统相比较略微逊色些。
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