Robust current control of a phase shifted full-bridge buck converter

Abstract

In this thesis, the main point of interest is the robust control of a DC/DC converter. The use of reactive components in the power conversion gives rise to dynamical effects in DC/DC converters and the dynamical effects of the converter mandates the use of active control. Active control uses measurements from the converter to correct errors present in the converter’s output. The controller needs to be able to perform in the presence of varying component values and different kinds of disturbances in loading and noises in measurements. Such a feature in control design is referred as robustness. This thesis also contains survey of general properties of DC/DC converters and their effects on control design. In this thesis, a linear robust control design method is studied. A robust controller is then designed and applied to the current control of a phase shifted full bridge converter. The experimental results are shown to match simulations.

Tämän työn pääkohta on robustin säädön käyttö DC/DC muuntimessa. Reaktiivisten komponenttien käyttäminen tehon muokkauksessa usein tekee aktiivisen säädön välttämättömäksi. Aktiivinen säätö käyttää mittauksia laitteesta korjaamaan virheitä laitteen lähtösignaalissa. Säädön on toimittava ilman, että komponenttien arvojen vaihtelu, kuormituksen muutokset tai mittauskohina vaikuttavat toimintaan. Tämänlaista toimintaa nimitetään robustisuudeksi. Työssä esitellään myös muuntimien yleisiä ominaisuuksia, jotka vaikuttavat säädön suunnitteluun. Tässä työssä esitään lineaarinen robustin säädön suunnittelumenetelmä ja sitä käytettiin muuttajan säädön suunnitteluun. Suunniteltu säätö testattiin laboratoriossa ja mitatun askelvasteen todettiin olevan lähellä mallinnettua vastetta.