Comenzi digitale predictive în curent pentru convertoare DC-DC în comutație

Abstract

Scopul lucrării este de a propune şi analiza algoritmi şi metode de implementare a comenzilor digitale predictive în curent pentru convertoare dc-dc în comutaţie de înaltă frecvenţă. Se cunoaşte că, în general, comanda în curent este importantă pe de o parte în proiectarea controllerelor pentru convertoare ce prezintă un zero în semiplanul drept (boost, buck-boost), apoi pentru faptul că în anumite cazuri oferă o inerentă protecţie la supracurenţi, iar pe e altă parte aplicaţiile de sudură, electroliză sau controlul LED-urilor fac uz de acest tip de comandă. Lucrarea are ca punct de plecare două articole şi un brevet ale colectivului de la Universitatea Boulder Colorado, pe care autorul le analizează critic şi le dezvoltă cu semnificative şi originale contribuţii. În primul capitol se face o prezentare a stadiului actual al comenzilor predictive în curent, autorul evidențiind unele inadvertențe în rezultatele colectivului de la Boulder Colorado. Astfel se stabilesc direcțiile de cercetare prin corecțiile rezultatelor colectivului de la Boulder Colorado cât și prin găsirea unor noi legi pentru comenzile predictive în curent care să conducă la stabilitate necondiționată. În capitolele 2, 3, 4 și 5 sunt corectate rezultatele legate de domeniul de stabilitate a patru tipuri de comenzi, rezultate ce sunt diferite comparativ cu cele prognozate de colectivul de la Boulder Colorado. În capitolul 6 se propune o metodă exactă de determinare a factorului de umplere care marchează granița dintre stabilitate și instabilitate. În capitolul 7 autorul propune două noi tehnici de modulație denumite: „double trailing triangle” și „double leading triangle” a căror corelare cu metodele de comandă în curent are ca rezultat 6 noi tipuri de comenzi predictive în curent, care sunt necondiționat stabile. Capitolul 8 este destinat efectuării unei analize generalizate a tuturor comenzilor predictive în curent de tip liniar şi a fost propusă o modalitate de sinteză de noi legi pentru comenzile predictive. Această abordare are ca rezultat găsirea unui număr infinit de relații de recurență pentru factorul de umplere care conduc la stabilite necondiționată pentru toate tipurile de comenzi predictive în curent. Capitolul 9 este destinat verificărilor experimentale, Toate consideraţiile teoretice au fost verificate și validate prin simulare de sistem în Matlab folosind modele discrete în spațiul stărilor, apoi prin simulare de circuit în mediul Caspoc și în final prin experiment.