[发明专利]一种BOOST变换器功率切换控制方法

说明书

本发明公开了一种BOOST变换器功率切换控制方法，包括以下步骤：步骤1，建立BOOST变换器功率切换模型；步骤2，设计BOOST变换器功率切换控制器。步骤2中计算当前变换器输入功率值与期望值间误差，通过判定误差符号，直接生成BOOST变换器开关状态，从而实现变换器输入功率控制；方法具有实现简单，响应迅速，无控制参数的特点。实现了BOOST变换器功率状态的直接表达及工作过程的精确描述；切换控制器通过判定系统功率与期望值间的误差状态，直接选择BOOST变换器开关状态，具有无控制参数，控制效果好实现简单，系统响应迅速，无需复杂矢量脉冲宽度调制(PWM)过程的优点。

技术领域

本发明属于电能变换技术领域，具体涉及一种BOOST变换器功率切换控制方法。

背景技术

BOOST变换器因其控制简单，可实现直流电转换的特点，被广泛应用于电能变换领域。特别是被经常应用于太阳能光伏逆变系统中以实现太阳能光伏电池最大功率跟踪控制(Maximum Power Point Tracking，MPPT)。

然而，一方面，由于开关器件的存在，BOOST变换器为典型非线性系统。变换器中开关器件在固定开关状态作用下，系统状态呈连续变化，而开关器件的动作又呈现出离散变化特征。因此，对BOOST变换器的精准建模变得十分困难。传统采用近似化和线性化方法建立的BOOST变换器模型不够准确，很难反应出BOOST变换器的实际电路特征。另一方面，目前常用的BOOST变换器模型状态参数为变换器输出直流电压及电感电流，在应用于诸如光伏电池最大功率跟踪控制等场合时，缺乏对于BOOST变换器功率状态的直接描述。其通过控制BOOST变换器功率开关器件占空比的方式，需要复杂的脉冲矢量调制(PWM)过程，在遇到大信号干扰时控制效果不佳。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明所提方法通过建立BOOST变换器功率切换模型以实现BOOST变换器功率状态的直接表达及工作过程的精确描述。同时，设计切换控制器实现直接调节开关状态以控制BOOST变换器功率的目的。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种BOOST变换器功率切换控制方法，包括以下步骤：

步骤1，建立BOOST变换器功率切换模型；

对于BOOST变换器，建立其功率切换模型如下式所示：

公式(1)中，BOOST变换器功率为P；流过BOOST变换器电感电流，即输入电流为i_L；BOOST变换器开关函数为s，s＝1表示BOOST变换器中功率开关器件导通，s＝0表示BOOST变换器中功率开关器件断开；BOOST变换器输出滤波电容为C，负载为R；表示功率P随时间t的导数。

步骤2，设计BOOST变换器功率切换控制器

BOOST变换器切换控制器表示为：

或

公式(2)、(3)中，P_r为BOOST变换器功率期望值。

(三)有益效果

本发明提供了一种BOOST变换器功率切换控制方法。具备以下有益效果：步骤2中计算当前变换器功率值P与期望值P_r间误差，通过判定误差符号，直接生成BOOST变换器开关状态s，从而实现变换器功率控制；本发明实现了BOOST变换器功率状态的直接表达及工作过程的精确描述；切换控制器通过判定系统功率与期望值间的误差状态，直接选择BOOST变换器开关状态，具有无控制参数，控制效果好实现简单，系统响应迅速，无需复杂矢量脉冲宽度调制(PWM)过程的优点。