[發(fā)明專利]一種DC-DC變換器的混合控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210388520.5
• 申請日: 2012-10-13
• 公開（公告）號: CN102904439A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王學(xué)梅;余泉;張波
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H02M3/00
• 分類號: H02M3/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種同時適應(yīng)于CCM和DCM模式的DC-DC變換器的混合控制方法。

背景技術(shù)

DC-DC變換器廣泛應(yīng)用于便攜裝置，開關(guān)變換器因具有效率高、靈活的正負極性和升降壓方式的特點，而備受人們的青睞。DC-DC變換器主要采用PWM（脈沖寬度調(diào)制）技術(shù)，是一類強非線性系統(tǒng)。一方面，DC-DC變換器中主開關(guān)的不同狀態(tài)使DC-DC變換器工作于不同的拓撲；另一方面，DC-DC變換器又存在兩種工作模式：電感電流連續(xù)模式（CCM）或者電感電流斷續(xù)模式（DCM）。在傳統(tǒng)控制策略的設(shè)計中，需要對兩種工作模式分別建模，一是造成了DC-DC變換器控制策略設(shè)計的復(fù)雜，二是DC-DC變換器不能同時工作于兩種工作模式（CCM或DCM），即很難在大負載變化范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。

從本質(zhì)上講，DC-DC變換器是一類典型的混合動態(tài)系統(tǒng)，同時存在離散和連續(xù)兩個子系統(tǒng)。對于混合系統(tǒng)模型的建立，目前常用方法中有混合自動機模型，混合自動機是混合系統(tǒng)的一個形式化模型，由Alur等人在1993年提出（R.?Alur,?C.?Courcoubetis,?T.?A.?Henzinger?and?P.H.Ho.?Hybrid?Automata:?An?Algorithmic?Approach?to?the?Specification?and?Verification?of?Hybrid?System[C].?Lecture?Notes?in?Computer?Science.?LNCS?736,?Springer-Verlag,?1993,?209-229.?），以其對離散和連續(xù)混合特性描述的直觀性、可驗證性，日益為人們所接受。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在上述不足，提供一種DC-DC變換器的混合控制方法，具體技術(shù)方案如下。

一種DC-DC變換器的混合控制方法，包括如下步驟：

（1）建立能同時工作于電感電流連續(xù)模式（CCM）和電感電流斷續(xù)模式（DCM）的DC-DC變換器的混合自動機模型，根據(jù)DC-DC變換器電感電流紋波的大小，確定滿足電感電流紋波要求的DC-DC變換器的開關(guān)頻率f；

（2）計算出混合控制邊界值：I_L、Δi_L和I_p，其中I_L為DC-DC變換器中電感電流的平均值，Δi_L為CCM模式下電感電流的紋波值，I_p為DCM模式下電感電流的峰值；

（3）通過邏輯判斷，確定DC-DC變換器的工作模式：若I_L>Δi_L，則DC-DC變換器工作在CCM模式，反之，則工作在DCM模式；

（4）根據(jù)狀態(tài)變量與由DSP控制計算出的邊界條件的比較結(jié)果，輸出主電路開關(guān)管導(dǎo)通或者閉合的控制信號，驅(qū)動主電路工作。

進一步的，上述的一種DC-DC變換器的混合控制方法中，當DC-DC變換器工作于CCM模式時，DC-DC變換器在q₁和q₂兩種狀態(tài)之間切換，若DC-DC變換器中電感電流i_L大于或等于I_L+Δi_L時，則由DSP輸出控制信號使DC-DC變換器開關(guān)關(guān)斷，DC-DC變換器由模態(tài)1（q₁）切換至模態(tài)2（q₂）；若電感電流i_L小于或等于I_L-Δi_L時，則由DSP輸出控制信號使開關(guān)導(dǎo)通，DC-DC變換器由模態(tài)2（q₂）切換至模態(tài)1（q₁）。