閉環反饋控制功率電子變換系統不穩定性抑制技術
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四種功率電子變換器AC/AC、AC/DC、DC/DC、DC/AC通常都含有LC輸出濾波器。閉環反饋控制功率電子變換系統容易發生不穩定現象，因此，不穩定性抑制技術就成了電力電子學重要的研究課題。
LC輸出濾波器是個二階系統，一般把它的前端電壓作為控制量，其頻譜特性與變換器的控制策略及負載性質有關，輸出濾波器的作用就是濾除其中的高次諧波，以得到所需電壓波形。
閉環反饋控制功率電子變換系統的行為包括穩態響應和瞬態響應。為了使這兩類響應達到系統的要求，常引入補償裝置來改善系統的性能。本文在分析研究了功率電子變換系統多種不穩定性抑制技術的基礎上，提出并研究了一種具有抑制振蕩功能的可控阻尼LC輸出濾波器，仿真及試驗結果均證實了其可行性。
2、 補償網絡技術
2.1傳統的補償網絡技術
功率電子變換系統一般采用高增益的運算放大器形成誤差放大器，并設計成反饋補償網絡，使系統形成閉環回路。常用的誤差放大器補償網絡，見圖1所示。圖1a中輸出、輸入電壓之間的傳遞函數為
其伯德圖的轉折頻率
若只考慮改善系統的穩態精度，可只使用滯后補償網絡。功率電子變換系統中常用的滯后補償網絡為比例-積分（PI）環節，見圖1b，其輸出、輸入電壓之間的傳遞函數為
2.2電流控制斜坡補償技術
電流控制功率電子變換系統有瞬態響應速度快、內在限流能力、易并聯等優點，但該電路在占空比D>0.5時容易出現次諧波振蕩，使得系統不穩定[3-5]。
以一臺20W 27VDC/±15VDC峰值電流型控制反激式DC/DC 變換器機內穩壓電源為例[3]。不穩定原因分析見圖2a，設△In為開關第n次開通前電流擾動信號，m1和m2分別為電流上升下降率，實線為穩定情況，虛線為加入擾動后的情況，
周期加大，造成系統不穩定或性能下降,形成次諧波振蕩。消除這種振蕩的方法是在變換器電流反饋信號或電流給定信號上,人為地增加一個斜坡函數進行斜坡補償。
在電流給定信號（誤差電壓Ue）處加上斜坡補償的原理如圖2b所示。在Ue處加入斜坡補償后，斜坡的斜率m等于或略大于m2/2 ,
原邊電流反饋信號（采樣電壓Us）斜坡補償原理，如圖3a所示。這里將補償斜坡加在采樣電阻RS的電壓上，再與平滑的誤差電壓Ue進行比較。這種補償同樣能有效地防止次諧波振蕩現象，使電路工作穩定。圖3b為采樣電壓Us補償前后的試驗波形。
3、 二階LC輸出濾波器降階技術
3.1 電流斷續導通DCM模式技術
反激式變換器根據電感電流的連續性可以分成電流斷續模式（DCM）、電流連續模式（CCM）、電流臨界連續模式三種工作模式。
在DCM模式時，反激式 DC/DC變換器各變量之間關系為[3~4]
式（3）中，UO為輸出電壓、Ui為輸入電壓、TS為變換器開關周期、D為開關的占空比、L為儲能電感、I0為負載電流。由此可得到各變量之間的Laplace變換式為[4]
式（4）中，Cf為濾波電容、RL為負載電阻、
由（4）式得，輸出電壓UO對占空比D的傳遞函數為
同樣根據文獻[4]可獲得，在電感電流連續模式（CCM）下，輸出電壓UO對占空比D的傳遞函數為
式（6）中，
由式（5）、（6）可知反激式DC/DC變換器分別工作在DCM和CCM模式下的零極點分布。CCM模式時，S右半平面有一零點，S左半平面有兩個對稱的極點；DCM模式時，無零點，S左半平面有一個極點。相比較，在DCM模式下，反激式DC/DC變換器屬于一階系統，S右半平面無零極點，由濾波器引起的系統不穩定性不復存在。因此，控制方案只需采用比例-積分（PI）的一階串聯補償網絡，系統的穩定范圍大。另外通過對反激式DC/DC變換器的外特性進行分析，在DCM模式時，變換器存在很高的非線形內阻，具有類電流源特性。
3.2 電流控制兩態（三態）調制技術
電流控制兩態（三態）調制技術是電流控制技術中的一類，其閉環反饋控制系統由兩個反饋環構成。外環是電壓環，輸出電壓與基準電壓信號進行比較，經過限幅放大，誤差電壓作為電流內環的給定；內環是電流環，電感電流作為反饋信號，誤差電壓是電流給定信號，兩者比較產生自持振蕩，形成兩態（三態）調制器。由于電感電流與給定電流信號之間的約束關系，使得電感電流不再是獨立變量。
當輸入電壓或負載變化引起輸出電壓變化時，都將引起電感電流變化率的改變，使功率開關的轉換時刻變化，從而控制了功率開關的占空比。這對輸入電壓的變化而言，電流內環實質上起到了前饋控制作用，即輸入電壓變化尚未導致輸出電壓變化，就由電流內環產生調節作用。由于電流內環具有快速的響應，從分析整個系統的瞬態可看出，對于電壓反饋外環，電流內環相當于一個受控放大器，外環的瞬態響應速度僅決定于濾波電容Cf和負載性質，所以整個系統具有快速的瞬態響應。對整個系統而言，LC濾波器對穩定性影響減小，二階環節（LC）的輸出濾波器降低為一階環節（C）[3-6]。也就是說，整個系統除內環外，只有一個與濾波電容有關的比例積分環節和一個與負載有關的一階或二階環節，具有高度的穩定性。
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