[发明专利]一种用于非隔离充电Buck电路中电感电流预测控制方法

权利要求书

1.一种用于非隔离充电Buck电路中电感电流预测控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、采样非隔离充电Buck电路中的低压电压源的电压值v_L、高压电压源的电压值v_H、(n-1)T_S时刻的电感电流值i_L(n-1)、(n-1)T_S周期内开关管的占空比D_bu(n-1)，

其中，T_S为开关管的一个开关周期；

步骤2、判断nT_S时刻电感上的电流给定i_Lref(n)是否小于0，如果不小于0，转到步骤3；如果小于0，则nT_S周期内开关管的占空比D_x(n)＝0，转到步骤9；

步骤3、通过公式(1)计算nT_S时刻的电感电流预测值

${\hat{i}}_L\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}w(n-1),& w(n-1)\≥0\\ 0,& w(n-1)\<0\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，

$w(n-1)=i_L(n-1)+\frac{1}{L}\·T_S\·(v_H\·D_{bu}(n-1)-v_L)---\left(2\right)$

L为电感值；

步骤4、判断是否成立，如果成立，转到步骤5；如果不成立，则nT_S周期内开关管的占空比D_x(n)＝1，转到步骤9；

步骤5、将nT_S时刻电感上的电流给定值i_Lref(n)赋值给nT_S周期内电感电流的平均值即：

${\stackrel{\‾}{i}}_L\left(n\right)=i_{Lref}\left(n\right)---\left(3\right)$

通过公式(1)中得到的电感电流预测值计算nT_S周期内开关管的占空比D_bu(n)：

$D_{bu}\left(n\right)=1-\sqrt{1-D_{bt}-\frac{2L\·\[{\stackrel{\‾}{i}}_L\left(n\right)-{\hat{i}}_L\left(n\right)\]}{v_H\·T_S}}---\left(4\right)$

其中，D_bt＝v_L/v_H；

步骤6、根据公式(5)计算w(n)：

$w\left(n\right)={\hat{i}}_L\left(n\right)+\frac{1}{L}\·T_S\·(v_H\·D_{bu}(n)-v_L)---\left(5\right)$

判断w(n)≥0是否成立，如果不成立，则转到步骤7；如果成立，则转到步骤8；

步骤7、根据公式(1)中得到的电感电流预测值计算nT_S周期内开关管的占空比D_bu(n)：

$D_{bu}\left(n\right)=\frac{-L\·{\hat{i}}_L\left(n\right)}{(v_H-v_L)\·T_S}+\frac{\sqrt{D_{bt}\·\[L^2\·{{\hat{i}}_L}^2\left(n\right)+2L\·T_S\·(v_H-v_L)\·{\stackrel{\‾}{i}}_L\left(n\right)\]}}{(v_H-v_L)\·T_S}---\left(6\right)$

步骤8、根据公式(7)计算经过中值处理后的占空比D_x(n)：

$D_x\left(n\right)=\frac{1}{2}\left(D_{bu}\right(n)+D_z(n\left)\right)---\left(7\right)$

其中，为nT_S周期内稳态时开关管的占空比；

步骤9、产生占空比为D_x(n)的PWM波来控制开关管；

所述步骤1中Buck电路包括低压电压源v_L，低压电压源v_L的负极分别与高压电压源v_H的负极、二极管D的正极连接，高压电压源v_H的正极连接开关管S的集电极，开关管S的发射极分别连接二极管D的负极、电感L。