[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

摘要

本发明公开了一种用于非隔离充电Buck电路中电感电流预测控制方法，通过上一时刻即(n‑1)TS时刻的电感电流值iL(n‑1)预测出下个时刻即nTS时刻的电感电流值然后根据功率守恒，根据预测的nTS时刻的电感电流值计算出nTS时刻开关管的占空比；再依据稳态期望值，对计算结果进行收敛处理，通过预测值以及稳态预测值直接计算出相应开关管的控制占空比，从而得到最终开关管的占空比Dx(n)，产生占空比为Dx(n)的PWM波来控制开光管，实现对nTS时刻电感电流的控制。本发明通过能量守恒得到占空比，而且通过能量守恒可以快速的计算出占空比，迅速跟踪给定，在给定突变时，也能快速的追踪给定，动态响应、控制精度明显提高。

主权项

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vL、高压电压源的电压值vH、(n‑1)TS时刻的电感电流值iL(n‑1)、(n‑1)TS周期内开关管的占空比Dbu(n‑1)，其中，TS为开关管的一个开关周期；步骤2、判断nTS时刻电感上的电流给定iLref(n)是否小于0，如果不小于0，转到步骤3；如果小于0，则nTS周期内开关管的占空比Dx(n)＝0，转到步骤9；步骤3、通过公式(1)计算nTS时刻的电感电流预测值i^L(n)=w(n-1),w(n-1)≥00,w(n-1)<0---(1)]]>其中，w(n-1)=iL(n-1)+1L·TS·(vH·Dbu(n-1)-vL)---(2)]]>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nTS周期内开关管的占空比Dx(n)＝1，转到步骤9；步骤5、将nTS时刻电感上的电流给定值iLref(n)赋值给nTS周期内电感电流的平均值即：i‾L(n)=iLref(n)---(3)]]>通过公式(1)中得到的电感电流预测值计算nTS周期内开关管的占空比Dbu(n)：Dbu(n)=1-1-Dbt-2L·[i‾L(n)-i^L(n)]vH·TS---(4)]]>其中，Dbt＝vL/vH；步骤6、根据公式(5)计算w(n)：w(n)=i^L(n)+1L·TS·(vH·Dbu(n)-vL)---(5)]]>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nTS周期内开关管的占空比Dbu(n)：Dbu(n)=-L·i^L(n)(vH-vL)·TS+Dbt·[L2·i^L2(n)+2L·TS·(vH-vL)·i‾L(n)](vH-vL)·TS---(6)]]>步骤8、根据公式(7)计算经过中值处理后的占空比Dx(n)：Dx(n)=12(Dbu(n)+Dz(n))---(7)]]>其中，为nTS周期内稳态时开关管的占空比；步骤9、产生占空比为Dx(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vL，低压电压源vL的负极分别与高压电压源vH的负极、二极管D的正极连接，高压电压源vH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。