[发明专利]全桥DC-DC变换器的三重相移无差拍优化控制方法

摘要

本发明公开一种全桥DC‑DC变换器的三重相移无差拍优化控制方法，结合双有源全桥DC‑DC变换器在归一化三重相移控制下的功率模型和拉格朗日乘子法，求解出使得变换器电流应力最小的优化相移量D1和D3；根据双有源全桥DC‑DC变换器输出电压状态微分方程，构建输出电压的状态空间平均模型；根据欧拉前向法对输出电压的状态空间平均模型中输出电压的微分项进行离散化处理，得到变换器在下一个控制周期内的输出电压预测值，将变换器的输出电压预测值与输出电压给定值相等求解得到双有源全桥DC‑DC变换器在三重相移无差拍优化控制方法下的预测相移量D2。本发明具有动态响应快、效率高、控制过程简单且易于数字实现等优点，具有很强的实用性。

主权项

1.一种双有源全桥DC‑DC变换器的三重相移无差拍优化控制方法，其特征在于，包括：S1：根据双有源全桥DC‑DC变换器输出电压的状态微分方程，构建变换器输出电压的状态空间平均方程：其中，C2为输出侧电容，Uo为输出电压，f为开关频率，L为辅助电感，R为负载电阻，Uin为变换器的输入电压，D1、D2和D3分别为变换器在归一化三重相移控制下的相移量；S2：结合欧拉前向法对所述输出电压的状态空间平均方程进行离散化处理，计算得到变换器在下一个控制周期内输出电压的预测值：其中，Uo(tk)、Uin(tk)、io(tk)分别为tk时刻变换器的采样输出电压、输入电压和输出电流；Uo(tk+1)为tk+1时刻变换器输出电压的预测值；S3：结合拉格朗日函数和变换器在归一化三重相移控制下的功率模型，计算得到使得变换器的电流应力最小的优化相移量D1和D3：其中，p0为变换器的传输功率，k为电压转换比；S4：为了使得输出电压具有快速的动态特性，将变换器在下一个控制周期内的输出电压预测值和输出电压给定值相等，即：其中，Uo*(tk)为变换器的输出电压给定值；计算得到变换器在三重相移无差拍控制电流应力优化方法下的预测相移量D2：其中，ΔUo(tk)为tk时刻变换器的输出电压经过外环比例‑积分PI控制器的输出值。