[發明專利]Buck-Boost變換器穩定性控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201611046443.X
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106787697B
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 張小平;吳智;李小秋;宋文浩
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: H02M3/10
• 分類號: H02M3/10
• 代理公司: 長沙智德知識產權代理事務所(普通合伙) 43207
• 代理人: 左祝安

1.一種Buck-Boost變換器穩定性控制方法，包括以下步驟：

步驟1：根據Buck-Boost變換器的主電路結構建立其狀態微分方程；

步驟2：根據輸出延時反饋控制原理，對變換器中電感的初始參考電流進行修正，得到電感新參考電流表達式：

式中：I_ref為電感初始參考電流，T為變換器中功率開關的開關周期，k為反饋系數，u_C(t)為電容電壓，u_C(t-T)為延遲時間T后的電容電壓；

步驟3：根據上述狀態微分方程的解和新參考電流表達式，得到系統的離散迭代映射模型；

步驟4：根據上述離散迭代映射模型，通過數值仿真確定變換器穩態運行時上述新參考電流表達式中反饋系數的具體取值；

步驟5：根據上述新參考電流表達式得到變換器中功率開關的占空比，根據該占空比控制變換器中功率開關的導通時間，即可有效抑制或消除Buck-Boost變換器運行中出現的分岔與混沌現象，實現變換器的穩定運行；

所述步驟3中獲取系統的離散迭代映射模型，具體包括：

對Buck-Boost變換器的狀態微分方程求解，得到其電感電流i_L和電容電壓u_C的解析表達式；

針對電容電壓在連續兩個開關周期的對應時刻進行采樣，設其采樣值分別為u_n和u_n-1，根據該采樣值計算得到相應的電感新參考電流值I′_n及電流邊界值I_b(n)，分別如式(2)和式(3)所示：

式中：I′_n為電感在第n個開關周期的新參考電流值，I_b(n)為電感在第n個開關周期的電流邊界值；

根據電感電流在第n個開關周期的采樣值i_n與相應的電流邊界值I_b(n)間的關系，并由狀態微分方程的解得到電感電流和電容電壓的迭代關系為：

情況1：如果i_n＜I_b(n)，則變換器中功率開關在整個開關周期內一直處于導通狀態，此時的迭代關系式為：

式中：U_in為Buck-Boost變換器的輸入電源電壓，L為電感，C為電容，R為負載電阻；

情況2：如果i_n≥I_b(n)，則變換器中的功率開關在開關周期的前d_nT時間內處于導通狀態，在后(1-d_n)T時間內處于關斷狀態，d_n為變換器中功率開關在第n個開關周期的占空比，此時的迭代關系式為：

式中：c₁＝I′_n，t_d＝(1-d_n)T；

由式(4)、(5)即構成了系統的離散迭代映射模型。