[發明專利]一種BUCK變換器的數字化電流滯環跟蹤控制方法

在審

• 申請號: 202110269966.5
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112865523A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 毛惠豐;武文英;喬濤;曹海峰
• 申請（專利權）人: 江蘇奧文儀器科技有限公司
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157
• 代理公司: 蘇州市方略專利代理事務所(普通合伙) 32267
• 代理人: 朱智杰

本發明公開了一種BUCK變換器的數字化電流滯環跟蹤控制方法，包括：測采樣模塊采樣得到BUCK變換器濾波電感的電流值；計算誤差電流e_i；采用過零比較器生成誤差電流過零點的邏輯標志信號S_i，對其相鄰誤差電流過零點定時；計算當前開關周期的滯環上/下閾值；即利用定時器1定時值，計算當前開關周期的滯環上閾值；利用定時器2定時值，計算當前開關周期的滯環下閾值；將步驟2和步驟5中得出的誤差電流與滯環上/下閾值進行實時比較，生成PWM控制信號。采用此種控制方法，不會因為輸入電壓變化，負載變化等情況，導致開關頻率不穩定，提高了整個系統工作的穩定性；數字算法簡單，易于實現；能夠應用于電壓控制方式，結合此控制方式的特點，有利于進一步推廣應用。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，特別涉及一種BUCK變換器的數字化電流滯環跟蹤控制方法。

背景技術

基于電流跟蹤控制的PWM變換器有著非常廣闊的應用場合，比如有源電力濾波器、電機驅動、并網逆變器以及高性能電力變換器等。電流控制器的質量決定了整個控制系統的性能。根據國內外學者的研究報告可以看出，電流控制器的研究主要包括兩個方面：(1)線性PI控制器；(2)滯環控制器。線性PI電流控制器能夠保持系統固定的開關頻率；然而，為了權衡系統穩定性和快速性，線性PI電流控制器的參數必須被嚴格的設計，這將導致系統動態響應變慢。滯環電流控制器具有實現簡單、無條件穩定、電流跟蹤精度高、動態響應快、無穩態誤差、魯棒性強等特點，已被應用于很多的場合。然而，采用固定環寬的傳統滯環電流控制器的一個最主要缺點是開關頻率不固定，使得電力變換器輸出側濾波器的設計帶來困難。

發明內容

發明目的：為了克服以上不足，本發明的目的是提供一種BUCK變換器的數字化電流滯環跟蹤控制方法，采用此種控制方法，不會因為輸入電壓變化，負載變化等情況，而導致開關頻率不穩定；數字算法簡單，易于實現；能夠應用于電壓控制方式。結合此控制方式的特點，有利于進一步推廣應用。

技術方案：為了實現上述目的本發明提供了一種BUCK變換器的數字化電流滯環跟蹤控制方法，包括：

S1：測出電流值，通過采樣模塊采樣得到BUCK變換器濾波電感的電流值；

S2：計算誤差電流e_i；

S3：采用過零比較器生成誤差電流過零點的邏輯標志信號S_i，

S4：對其相鄰過誤差電流過零點定時，即在S_i高電平期間，利用定時器1對其相鄰過誤差電流過零點定時；在S_i低電平期間，利用定時器2對其相鄰過誤差電流過零點定時；

S5：計算當前開關周期的滯環滯環上/下閾值；即利用定時器1定時值，計算當前開關周期的滯環上閾值；利用定時器2定時值，計算當前開關周期的滯環下閾值；

S6：將步驟2和步驟5中得出的誤差電流與滯環上/下閾值進行實時比較，生成PWM控制信號。采用此種控制方法，不會因為輸入電壓變化，負載變化等情況，而導致開關頻率不穩定；數字算法簡單，易于實現；能夠應用于電壓控制方式。結合此控制方式的特點，有利于進一步推廣應用。

本發明所述誤差電流e_i的計算方法如下：

即：e_i＝i_f-i_ref

其中，所述i_f為BUCK變換器電感電流，i_ref為參考電流。