图3 滑模变结构控制原理图
本滑模面应用于并联boost变换器，其电路图如图1（a）所示，交错运行仿真波形如图4所示（f=50kHz，D=0.5,φ=π）。从图中可以看出，采用滑模变结构进行交错控制后，单元电流不仅得到均流，总的电流纹波也大大减小，接近于0。
图4 变结构控制交错运行单元电流和总电流
2） Sj=k1
ΔVdτ＋k2
ΔiLjdτ－iLj
(j=1,2,…n)。
式中：
ΔV=Vref－V0； ΔiLj=
－ΔiLj
相应的控制率为 u=
(4)
此处ΔiLj可以保证各个并联单元的电流相等，达到均流效果。ΔV的积分项可以提供输出电压调整，可以看到所有的滑模面中都有此项，所以每个单元都能完成电压调整的功能，因此系统具有较高的稳定性。由此可以看出，此种滑模面不仅可以实现电流均流，还会实现良好的电压调整。单元滑模面产生的原理图如图5所示。
图5 单元滑模面产生原理图
显而易见，滑模面的个数和并联单元的个数一致，这种控制电路比前一种会稍复杂些，但系统稳定性提高。并且当变换器并联单元的个数n发生改变时（n≤3），使用此滑模面时控制信号依然能自动交错。此外,各个单元互不影响,一个单元发生故障不会导致整个系统的崩溃。
此滑模面应用于并联buck变换器中，其电路图及交错运行仿真波形如图6所示。
(a)三单元并联buck变换器
(b)交错运行总电流和单元电流
图6 交错运行buck变换器
可以看出，采取此滑模面控制，不仅可以得到很好的均流效果，还可以使各单元控制信号之间自动产生一个120°的相角差，从而大大地减小了输入电流纹波。
3）S=ev＋αev＋βj·eij
式中：ev=Vo－Vref
eij=
j=1,2,…n；
n为并联单元个数；
βj>0，常系数。
相应的控制率为 u=
(5)
微分控制能反映输入信号的变化趋势，产生有效的早期修正信号，以增加系统的阻尼程度，从而改善系统的稳定性，有助于系统动态性能的改善。此处ev为输出电压误差的微分，此滑模面形式可以使输出电压对于输入扰动和负载变化有很好的鲁棒性。同时第三项可以保证各个单元良好均流。图7为单元滑模面产生原理图。
图7 单元滑模面产生原理图
5 结语
滑模变结构控制是一种优越的开关反馈控制系统，而并联开关变换器实质上也是一种开关控制系统。因而，在并联开关变换器中应用该控制方法是一种很自然的选择。变结构控制技术应用于并联变换器中，不仅能得到良好的均流效果，而且也能得到稳定的输出电压。本文对此类变换器中变结构控制的应用现状做了较为详尽全面的阐述，可以根据不同的电路需要，采取不同的滑模面进行控制。
变结构控制具有对外界扰动和自身参数摄动的强鲁棒性，并且硬件电路实现简单。这一显著的优点，必将进一步推动并联变换器变结构控制的飞速发展。随着变结构控制理论的发展，以及对并联开关变换器变结构控制中现存问题的研究和克服，变结构控制技术将会更加完善，实用性更强，适用范围更广。现代控制技术例如模糊控制，神经网络控制，自适应控制技术等和变结构控制技术的结合将是它的一个发展方向。
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