[發明專利]基于雙重積分滑模控制的數字式大功率圖騰柱PFC

在審

• 申請號: 201810329126.1
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108512411A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 高飛;鄭繼明;顏廣;吳艦;游明琳;胡波
• 申請（專利權）人: 貴州師范大學
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 北京皮皮云嘉知識產權代理有限公司 11678
• 代理人: 師杰

1.基于雙重積分滑模控制的數字式大功率圖騰柱PFC，其特征在于：所述PFC采用雙重積分滑模對樣機進行控制，Q₁和Q₂是GaN HEMT開關器件,T1和T2是Si MOSFET，當v_i＜0,v_i,i_L使用絕對值，當v_i＞0,當T₂導通,Q₁導通,Q₂關斷時,電感電壓v_L＝v_i-v_o，and u＝1；當T₂導通,Q₁關斷,Q₂導通時,v_L＝v_i,其中u＝0.所以v_L＝v_i-uv_o控制狀態變量是電流誤差x₁；電壓誤差x₂；電流誤差和電壓誤差的積分x₃；電流誤差和電壓誤差的雙重積分x₄，如式(1)所示:

其中i_ref＝K(V_ref-βv_o),K＝|v_i|/V_iRMS,and|v_i|and V_iRMS分別是輸入電壓瞬時值的絕對值和有效值。

2.根據權利要求1所述的雙重積分滑模，其特征在于：滑動流形表示為：

S＝α₁x₁+α₂x₂+α₃x₃+α₄x₄ (2)

對式(1)中的狀態變量進行微分，可得到:

令

那么等效滑模控制律u_eq c可表示為:

其中

3.根據權利要求2所述的雙重積分滑模，其特征在于：滑動流形表示為：為了確保滑模控制的存在,必須得到滿足；由式(3)和(4),存在條件可表示為:

其中v_o(ss)是穩態輸出電壓，i_C(max)和i_C(min)分別是穩態電容電流的最大值和最小值.輸入電壓最小值v_i(min)不是0伏，而是4.5V，如果輸入電壓低于4.5V,開關器件全部關閉避免出現計算錯誤,此時由電容對負載進行供電.x_1(max)和x_1(min)分別是穩態電流誤差的最大值和最小值；x_2(max)和x_2(min)分別是穩態電壓誤差的最大值和最小值；x_3(max)和x_3(min)分別是穩態電流誤差和穩態電壓誤差之和的積分的最大值和最小值；設計參數必須滿足式(6)。

4.根據權利要求1所述的基于雙重積分滑模控制的數字式大功率圖騰柱PFC，其特征在于：通過系統電感電壓和電容電流的分析，穩定性條件可表示為:

通過將u替換為u_eq，可到到理想滑模動態:

假設平衡點存在于滑動流形中，當時，從式(8)可推導出平衡點方程：

根據攝動理論并且參考式(5),(8)和(9),在平衡點附近可將理想滑模動態的小信號模型進行線性化，將信號分解為直流信號的交流信號的疊加(大寫字母代表直流，小寫字母和上劃“～”表示交流)，線性化方程可表示為：

5.根據權利要求4所述的滑模控制系統，其特征在于：忽略式(10)中的直流項，可得到:

其中

根據式(11)和式(12)可得到特征方程:

其中

根據勞斯-赫爾維茨定理，穩定性的判定條件可表示為: