تخمين جريان و كنترل جريان بدون حس‌گر مبدل Cuk با استفاده از فيلتر كالمن توسعه‌يافته

Current Estimation and Sensorless Current Control of Cuk DC-DC Converter using Extended Kalman Filter

روش‌هاي كنترل جريان بدون حس‌گر كه نياز به استفاده از حس‌گر جريان را با به كار گرفتن رؤيت‌گر جريان از ميان مي‌برند، مي‌توانند راه‌حل‌هايي مقرون‌به‌صرفه و مطمئن براي كنترل گسسته مبدل‌هاي DC-DC به ارمغان بياورند. از آنجايي‌كه هرگونه عدم دقت در مدل مبدل مي‌تواند موجب انحراف جريان رؤيت‌شده از جريان واقعي سلف و در نتيجه خطاي حالت ماندگار ولتاژ خروجي گردد، مدلي دقيق استخراج مي‌شود كه شامل مقاومت‌هاي پارازيتي سوئيچ، سلف‌ها و خازن‌ها و ولتاژ آستانه ديود مي‌باشد. بر اساس اين مدل، مبدل Cuk يك سيستم غيرخطي است. بنابراين يك فيلتر كالمن توسعه‌يافته به‌منظور تخمين جريان سلف و فيلتر كردن ولتاژ خروجي به كار گرفته مي‌شود. در اين مقاله، يك رؤيت‌گر جريان دقيق با در نظر گرفتن عناصر پارازيتي مؤثر در مدل مبدل، براي مبدل Cuk ارائه مي‌گردد. جريان تخمين‌زده‌شده به‌وسيله رؤيت‌گر، به‌منظور كنترل جريان مبدل موردنظر مورد استفاده قرار مي‌گيرد. نتايج شبيه‌سازي سيستم، دقت و كارايي مناسب رؤيت‌گر و كنترل‌كننده را نشان مي‌دهند.

Current sensorless control methods, which eliminate the current sensor by using a current observer, can bring cost effective and reliable solutions to digital control of DC-DC converters. Since any inaccuracy in the model of the converter can deviate the observed current from the actual inductor current and consequently result in the steady state error of the output voltage, an accurate model is derived, incorporating the parasitic resistances of the switch, inductors and capacitors and the forward voltage of the diode. According to this model, Cuk converter is a nonlinear system. Therefore an extended Kalman filter (EKF) is used for inductor current estimation and output voltage filtering. In this paper, an accurate current observer is presented for Cuk converters by considering the influential parasitic parameters in the converter model. The estimated current from the observer, is used for current control of the converter. Simulation results of the system show the accuracy and favorable efficiency of the observer and controller.