[发明专利]一种基于输出反馈的Boost变换器的切换控制方法

权利要求书

1.一种基于输出反馈的Boost变换器的切换控制系统，其特征在于，所述切换控制系统包括：输出电压采集器件、Luenberger观测器、切换判断器和驱动电路；

所述输出电压采集器件用于采集Boost变换器的输出电压v_C；所述Luenberger观测器用于根据输出电压v_C观测Boost变换器状态；所述切换判断器用于根据Luenberger观测器观测到的Boost变换器状态、并根据输入的期望输出电压v_ref确定切换信号的状态；所述驱动电路用于根据切换信号控制Boost变换器中MOSFET管的开通与关断以实现对于Boost变换器的输出控制。

2.根据权利要求1所述的切换控制系统，其特征在于，所述切换信号的状态由时变函数σ确定：

其中，正定对称矩阵P为切换控制器增益；x_ref为Boost变换器的期望状态；为观测状态；A_i和B_i表示Boost变换器的系统参数矩阵。

3.根据权利要求1所述的切换控制系统，其特征在于，所述输出电压采集器件采用运放芯片LM358实现对于Boost变换器的输出电压v_C的采集。

4.根据权利要求1所述的切换控制系统，其特征在于，所述系统采用STM32F103C8Tx单片机实现Luenberger观测器及切换判断器的功能。

5.根据权利要求1所述的切换控制系统，其特征在于，所述系统内部的数据传输通过USB转串口芯片CH340实现。

6.一种基于输出反馈的Boost变换器的切换控制方法，其特征在于，所述切换控制方法基于权利要求1-5任一所述的切换控制系统实现，所述方法包括：

步骤S1，建立切换控制系统的状态空间切换模型：

σ:

其中，系统状态x＝[i_L v_C]^·，i_L为电感电流，v_C为电容电压，即输出电压；y表示系统输出状态；A_σ、B_σ和C_σ，表示根据切换信号的状态确定的系统的参数矩阵；

步骤S2，根据期望输出电压v_ref确定Boost变换器的期望状态：

其中，R为负载电阻值，E为电源输入电压值；

步骤S3，采集Boost变换器的输出电压v_C，并根据输出电压对系统的状态进行观测，得到系统的观测状态：

σ＝1,2

式中，为观测状态，L_σ为观测器增益；

步骤S4，通过观测器输出的观测状态以及闭环系统的期望状态确定时变函数σ的取值，进而确定切换信号的状态：

其中，正定对称矩阵P为切换控制器增益；

步骤S5，根据切换信号的状态控制控制Boost变换器中MOSFET管的开通与关断，实现对于Boost变换器的控制。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，时变函数σ取值为1时，对应的切换信号的状态表示MOSFET导通；时变函数σ取值为2时，对应的切换信号的状态表示MOSFET关断；

对应的系统矩阵A_σ、B_σ和C_σ分别为：

C₁＝C₂＝[0 1]

其中，R₀为电感串联电阻值，L为电感值，C为电容值。