[發(fā)明專利]一種用于非反相Buck-Boost變換器的無擾控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810897956.4
• 申請(qǐng)日: 2018-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN109149927A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱淼;徐莉婷;馬建軍;蔡旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/10
• 分類號(hào): H02M3/10
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

1.一種用于非反相Buck/Boost變換器的無擾控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：建立NIBB變換器平均值數(shù)學(xué)模型：

其中L、C、R_eq分別NIBB變換器的電感、電流與等效負(fù)載電阻，v_i、v_o分別是NIBB的輸入電壓與輸出電壓，i_L是NIBB的電感電流，d₁、d₂分別是S₁、S₂的占空比，根據(jù)式(1)，令微分項(xiàng)為0，得穩(wěn)態(tài)變壓比：

D₁、D₂分別是S₁和S₂的穩(wěn)態(tài)占空比；

步驟S2：基于NIBB平均模型，引入等效占空比d_eq，作為唯一的控制變量，取代開關(guān)S₁、S₂分別的占空比d₁、d₂這兩個(gè)控制變量，其中等效占空比d_eq的分段線性關(guān)系的定義為：

其中k₁、k₂、k₃、k₄、c₁、c₂、c₃、c₄是在不同工作模式下描述d₁、d₂關(guān)于d_eq的線性關(guān)系的常數(shù)；

步驟S3：定義不連續(xù)性指數(shù)DI，評(píng)估動(dòng)態(tài)差異引起的擾動(dòng)，對(duì)過渡模式的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行量化分析，得到最小DI的改進(jìn)型Buck/Boost模式，其中不連續(xù)性指數(shù)DI定義為：開環(huán)工況下，變換器從工作點(diǎn)A切換到穩(wěn)態(tài)輸出相同的工作點(diǎn)B時(shí)輸出量的最大偏差；

步驟S4：對(duì)NIBB的三種工作模式，即Buck模式、Buck/Boost模式與Boost模式的控制器分別進(jìn)行設(shè)計(jì)；

步驟S5：運(yùn)用電流前饋補(bǔ)償，改進(jìn)無擾控制的控制邏輯，在模式切換過程中對(duì)電感電流進(jìn)行前饋補(bǔ)償。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于非反相Buck-Boost變換器的無擾控制方法，其特征在于，步驟S3中，對(duì)NIBB平均模型根據(jù)單位電壓進(jìn)行歸一化處理，則電流與阻抗表示為：

從而變換器平均模型為:

假設(shè)電路初始狀態(tài)為v_o(0)和i_L(0)，d₂初始值為d_2I，模式切換發(fā)生于t＝0時(shí)刻，S₁和S₂的占空比分別設(shè)置為d₁和d₂。求解式(5)，得輸出電壓為：

其中電路參量w₁和w₂為：

狀態(tài)過渡發(fā)生之前，NIBB工作在穩(wěn)態(tài)，A₂與A₃、B₂與B₃變壓比相同，v_o(0)和d₁、d₂的關(guān)系式為：

此外，d_2I和i_L(0)的關(guān)系式可由(1)的穩(wěn)態(tài)模型求得：

將(8)(9)帶入(6)，則輸出電壓v_o為：

對(duì)于將v_o作為控制對(duì)象的NIBB，歸一化的DI可以寫成：