專利名稱：一種提高開關(guān)電源切換控制精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于開關(guān)電源切換控制方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高開關(guān)電源切換控制精度的方法。
背景技術(shù)：
開關(guān)電源是一種廣泛應(yīng)用的電能變換裝置，開關(guān)電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨著開關(guān)的狀態(tài)不同而發(fā)生變化，呈現(xiàn)出典型的混雜系統(tǒng)特征， 即在開關(guān)特定狀態(tài)時(shí)的連續(xù)狀態(tài)演化與開關(guān)的離散切換構(gòu)成的系統(tǒng)。對于這樣的混雜系統(tǒng),通過混雜自動(dòng)機(jī)建立模型,并通過分析電路狀態(tài)變量的變化情況得到切換控制規(guī)律實(shí)現(xiàn)對開關(guān)電源的切換控制，可以避免傳統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方式的近似步驟，簡化分析和設(shè)計(jì)。本發(fā)明針對一種處于電流連續(xù)狀態(tài)的傳統(tǒng)控制方法存在穩(wěn)態(tài)誤差的問題，提出了新的切換控制方法，提高了穩(wěn)態(tài)精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高開關(guān)電源切換控制精度的方法，以克服原切換控制方法輸出電壓精度低、輸出電壓穩(wěn)態(tài)誤差大的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案一種提高開關(guān)電源切換控制精度的方法，該方法所基于的Boost電力電子變換器包括輸入直流電源E、電感L、二極管D、開關(guān)S、電容C和負(fù)載R ；輸入直流電源E的正極通過電感L分別接開關(guān)S的一端和二極管D的正極，開關(guān)S的另一端接輸入直流電源E的負(fù)極，二極管D的負(fù)極分別接電容C的正極和負(fù)載R的一端，電容C的負(fù)極和負(fù)載R的另一端接輸入直流電源E的負(fù)極；提高開關(guān)電源切換控制精度的方法，具體步驟為步驟1，測量輸入直流電源E的輸入電壓Vin，電感L的電感電流L輸出電壓V。及負(fù)載R的電流iK ；步驟2，計(jì)算負(fù)載R的電阻R = V0/iE ；步驟3， 計(jì)算電感L的電流平均值Iy其公式如下
_] Il=(I^t1)V02/VmRn = kpe+kj f edte = V0-V0其中，V0為期望輸出電壓，Vin為輸入電壓，kp為比例系數(shù)，h為積分系數(shù)，t為時(shí)間；步驟4，變換器開關(guān)S如下控制
4. I 當(dāng)< vyV。時(shí),開關(guān)斷開;4. 2 當(dāng) iL/IL > vQ/V。時(shí)，開關(guān)閉合。本發(fā)明的有益效果是，減小存在內(nèi)阻情況下工作在電流連續(xù)工作狀態(tài)的變換器的輸出電壓的穩(wěn)態(tài)誤差，同時(shí)加快了響應(yīng)速度，減低了輸出電壓紋波，減小開關(guān)電源輸出電壓穩(wěn)態(tài)誤差，提聞開關(guān)電源切換控制精度。


圖I是Boost變換器電路原理圖；圖2是電流連續(xù)工作模式下變換器的電感電流和輸出電壓穩(wěn)態(tài)的波形圖；圖3是在電流連續(xù)模式下且電路元件無內(nèi)阻時(shí)，采用傳統(tǒng)切換控制方法，理想Boost變換器輸出的仿真圖；圖4是在電流連續(xù)模式下且電路元件有內(nèi)阻時(shí)，采用傳統(tǒng)切換控制方法和本發(fā)明控制方法控制Boost變換器的仿真對比圖；圖5是電流連續(xù)模式下(實(shí)際電路元件都是有內(nèi)阻的情況下)，采用傳統(tǒng)切換控制方法和本發(fā)明切換控制方法控制Boost變換器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比圖。
具體實(shí)施例方式I.被控對象被控對象Boost變換器電路如圖I所示，Boost電力電子變換器包括輸入直流電源E、電感L、二極管D、開關(guān)S、電容C和負(fù)載R ;輸入直流電源E的正極通過電感L分別接開關(guān)S的一端和二極管D的正極，開關(guān)S的另一端接輸入直流電源E的負(fù)極，二極管D的負(fù)極分別接電容C的正極和負(fù)載R的一端，電容C的負(fù)極和負(fù)載R的另一端接輸入直流電源E的負(fù)極。隨著開關(guān)狀態(tài)和內(nèi)部狀態(tài)的不同電路，Boost變換器可以分為3種工作狀態(tài)，其動(dòng)態(tài)方程如下
權(quán)利要求
1.一種提高開關(guān)電源切換控制精度的方法，該方法所基于的Boost電力電子變換器包括輸入直流電源(E)、電感(L)、二極管(D)、開關(guān)(S)、電容(C)和負(fù)載(R);輸入直流電源(E)的正極通過電感(L)分別接開關(guān)(S)的一端和二極管(D)的正極，開關(guān)(S)的另一端接輸入直流電源(E)的負(fù)極，二極管(D)的負(fù)極分別接電容(C)的正極和負(fù)載(R)的一端，電容(C)的負(fù)極和負(fù)載(R)的另一端接輸入直流電源(E)的負(fù)極； 其特征在于，所述提高開關(guān)電源切換控制精度的方法，具體步驟為 步驟1， 測量輸入直流電源(E)的輸入電壓Vin，電感(L)的電感電流L輸出電壓V。及負(fù)載(R)的電流iK ; 步驟2， 計(jì)算負(fù)載(R)的電阻R = v0/iE ； 步驟3， 計(jì)算電感(L)的電流平均值Iy其公式如下
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高開關(guān)電源切換控制精度的方法，先測量輸入直流電源的輸入電壓Vin，電感的電感電流iL，輸出電壓vo及負(fù)載的電流iR；再計(jì)算負(fù)載的電阻R＝vo/iR；然后計(jì)算電感L的電流平均值IL，變換器開關(guān)S如下控制當(dāng)iL/IL＜vo/Vo時(shí)，開關(guān)斷開；當(dāng)iL/IL＞vo/Vo時(shí)，開關(guān)閉合。本發(fā)明方法能減小存在內(nèi)阻情況下工作在電流連續(xù)工作狀態(tài)的變換器的輸出電壓的穩(wěn)態(tài)誤差，同時(shí)加快了響應(yīng)速度，減低了輸出電壓紋波，減小開關(guān)電源輸出電壓穩(wěn)態(tài)誤差，提高開關(guān)電源切換控制精度。
文檔編號H02M3/10GK102629824SQ20121009304
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者任海鵬, 李潔, 鄭婷 申請人:西安理工大學(xué)