一種雙buck半橋逆變器的混合控制算法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙buck半橋逆變器的混合控制算法，結(jié)合半周期調(diào)制以及全周期調(diào)制，提出了具有固定開(kāi)關(guān)頻率的混合SPWM控制方式。在總電感電流連續(xù)時(shí)，只有一個(gè)開(kāi)關(guān)管工作，也只有一個(gè)電感有電流，即處于半周期調(diào)制的工作模式。而在電感電流平均值低于臨界電感電流平均值時(shí)，另外一個(gè)開(kāi)關(guān)管也開(kāi)始工作，即全周期工作方式。本發(fā)明結(jié)合了雙降壓半橋逆變器傳統(tǒng)的半周期調(diào)制和全周期調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的輸出電壓質(zhì)量和變換器效率的綜合屬性。并針對(duì)混合調(diào)制可能帶來(lái)的波形畸變問(wèn)題提出了動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制的算法。
【專利說(shuō)明】
-種雙buck半橋逆變器的混合控制算法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力電子變換器控制領(lǐng)域，特別是一種雙buck半橋逆變器的混合控制 算法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙Buck逆變器由于不存在直通問(wèn)題，續(xù)流二極管不通過(guò)IGBT體二極管，適合于制 作高可靠性、高效率的新能源發(fā)電行業(yè)用逆變器。雙降壓逆變器的控制方式主要有為滯環(huán) 電流控制和SPWM方式。滯環(huán)電流控制有很好的穩(wěn)定性，無(wú)需偏置電流，但是滯環(huán)控制的調(diào)制 頻率總是變動(dòng)的，輸出波形的頻譜很寬，濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)比較難，開(kāi)關(guān)頻率可能會(huì)非常 高。大功率時(shí)的濾波電感將會(huì)產(chǎn)生很大的噪音。
[0003] SPWM對(duì)于雙降壓半橋逆變器傳統(tǒng)上可W分為全周期調(diào)制方式和半周期調(diào)制方式。 全周期SPWM方式，便于控制，輸出波形質(zhì)量好，但是兩個(gè)開(kāi)關(guān)管同時(shí)處于高速開(kāi)關(guān)狀態(tài)，且 兩個(gè)電感間存在環(huán)流，開(kāi)關(guān)損耗大，效率低。半周期SPWM調(diào)制方式，每半個(gè)周波只有一個(gè)開(kāi) 關(guān)管處于高頻工作，電感無(wú)環(huán)流，但是控制器輸出波形崎變問(wèn)題。本發(fā)明專利提出一種混合 控制方式，克服了全周期和半周期SPWM調(diào)制方式的缺點(diǎn)，綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，并解決了不同 切換方式間存在的擾動(dòng)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種雙buck半橋逆變器的混合控制算法，結(jié)合了 雙降壓半橋逆變器傳統(tǒng)的半周期調(diào)制和全周期調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的輸出電壓質(zhì)量和變 換器效率的綜合屬性。并針對(duì)混合調(diào)制可能帶來(lái)的波形崎變問(wèn)題提出了動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制的算 法。
[0005] 本發(fā)明采用W下方案實(shí)現(xiàn)：一種雙buck半橋逆變器的混合控制算法，包括一雙 buck半橋逆變器，所述雙buck半橋逆變器包括兩個(gè)串聯(lián)的電源Ud，所述兩個(gè)串聯(lián)的電源Ud的 一端分別連接至第一開(kāi)關(guān)管Si的漏極、第二二極管化的陰極，所述兩個(gè)串聯(lián)的電源Ud的另一 端分別連接至第一二極管化的陽(yáng)極、第二開(kāi)關(guān)管S2的源極，所述第一開(kāi)關(guān)管Si的源極、第一 二極管化的陰極均連接至第一電感^的一端，所述第一電感^的另一端連接至第二電感L2 的一端、電容Cf的一端，所述第二電感L2的另一端連接至所述第二二極管化的陽(yáng)極、所述第 二二極管化的漏極，所述電容Cf的另一端接地，所述電容Cf并接有負(fù)載;具體包括W下步驟：
[0006] 步驟SI:采集一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的電感電流平均值Il,采用下式計(jì)算臨界的電感電流 平均值?
[0007]
[000引具甲，Ud刃且'侃巧概電壓，U。ref為負(fù)載參考電壓，L為兩個(gè)電感值，fs為開(kāi)關(guān)頻率； [0009] 步驟S2:判斷I IlI與ILb的大小，當(dāng)I IlI >lLb，進(jìn)入步驟S3;當(dāng)I IlI <ILb時(shí)，進(jìn)入步驟 S4;
[0010]步驟S3:判斷上一個(gè)開(kāi)關(guān)周期是否滿足I IlI >lLb，若是，則采用基于半周期調(diào)制的 閉環(huán)控制；否則，判斷Il>0是否滿足Il>0,若是，貝贓入步驟S5,否則進(jìn)入步驟S6;
[0011] 步驟S4:判斷上一個(gè)開(kāi)關(guān)周期是否滿足IIlI <lLb，若是，則采用基于全周期調(diào)制的 閉環(huán)控制；否則，判斷Il是否滿足Il>0，若是，貝贓入步驟S7，否則進(jìn)入步驟S8;
[0012] 步驟S5:雙buck半橋逆變器處于正半周期，控制方式由SPWM全周期調(diào)制切換至 SPWM半周期調(diào)制;判斷是否完成過(guò)渡周期，若是，則采用基于半周期調(diào)制的閉環(huán)控制，否則， 采用切換點(diǎn)3動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法；
[0013] 步驟S6:雙buck半橋逆變器處于負(fù)半周期，控制方式由SPWM全周期調(diào)制切換至 SPWM半周期調(diào)制;判斷是否完成過(guò)渡周期，若是，則采用基于半周期調(diào)制的閉環(huán)控制，否則， 采用切換點(diǎn)1動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法；
[0014] 步驟S7:雙buck半橋逆變器處于正半周期，控制方式由SPWM半周期調(diào)制切換至 SPWM全周期調(diào)制;判斷是否完成過(guò)渡周期，若是，則采用基于全周期調(diào)制的閉環(huán)控制，否則， 采用切換點(diǎn)4動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法；
[0015] 步驟S8:雙buck半橋逆變器處于負(fù)半周期，控制方式由SPWM半周期調(diào)制切換至 SPWM全周期調(diào)制;判斷是否完成過(guò)渡周期，若是，則采用基于全周期調(diào)制的閉環(huán)控制，否則， 采用切換點(diǎn)2動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法。
[0016] 進(jìn)一步地，步驟S6中所述切換點(diǎn)1動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法具體包括W下步驟：
[0017] 步驟S61:控制過(guò)渡開(kāi)關(guān)周期中第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比，使得第二電感L2的電感電 流平均值能夠在下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期達(dá)到穩(wěn)態(tài)值;先由切換前后的電感電流穩(wěn)態(tài)平均值值變化 量來(lái)確定電感電流起始瞬時(shí)值的的變化量A iL2化+1)，即：
[001 引 A iL2(k+l) = lL2化+2)-lL2(k)=-lLb;
[0019]再根據(jù)AiL2(k+l)與第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比的關(guān)系表達(dá)式：
[0020]
[0021 ]得到第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比，采用下式計(jì)算：
[0022]
[0023] 步驟S62:控制第一開(kāi)關(guān)管Si的導(dǎo)通時(shí)間，使得控制過(guò)渡周期的兩個(gè)電感電流能夠 平衡，即控制兩個(gè)電感開(kāi)關(guān)周期平均值電流的變化量相同，不讓總電感電流跳變，進(jìn)而防止 動(dòng)態(tài)過(guò)程的產(chǎn)生;要滿足上述過(guò)程，需要分別計(jì)算兩個(gè)電感開(kāi)關(guān)周期平均電流的變化量，分 另Ij設(shè)為Area謝Area2，義用下式計(jì)算：
[0024]
[0025]
[0026] 其中，D為當(dāng)前開(kāi)關(guān)k+1周期電感電流連續(xù)工作時(shí)的穩(wěn)態(tài)占空比，當(dāng)滿足Areal = AreaS 時(shí)，得到第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比采用下式計(jì)算：
[0027]
[00%]進(jìn)一步地，步驟S8中所述切換點(diǎn)2動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法具體包括W下步驟：
[0029] 步驟S81:控制過(guò)渡開(kāi)關(guān)周期中第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比，使得第二電感L2的電感電 流平均值能夠在下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期達(dá)到穩(wěn)態(tài)值;第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比采用下式計(jì)算：
[0030]
[0031] 步驟S82:控制第一開(kāi)關(guān)管Si的導(dǎo)通時(shí)間，使得控制過(guò)渡周期的兩個(gè)電感電流能夠 平衡，不讓總電感電流跳變，進(jìn)而防止動(dòng)態(tài)過(guò)程的產(chǎn)生；其中，第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比采用 下式計(jì)算：
[0032]
[0033] 進(jìn)一步地，步驟S5中所述切換點(diǎn)3動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法具體包括W下步驟：
[0034] 步驟S51:在第一個(gè)過(guò)渡周期：讓第二開(kāi)關(guān)管S2工作在先導(dǎo)通后斷開(kāi)模式，使得在 第一個(gè)過(guò)渡周期結(jié)束后第二電感L2的電流降為零;此時(shí)，第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比為閉環(huán)控制 占空比；其中，第一開(kāi)關(guān)管Si和第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比采用下式計(jì)算：
[0035]
[0036]
[0037] 步驟S52:在第二個(gè)過(guò)渡周期：首先控制過(guò)渡開(kāi)關(guān)周期中第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比，
使得第一電感b的電感電流平均值能夠在下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期達(dá)到穩(wěn)態(tài)值;其中，第一開(kāi)關(guān)管Si 的占空巫FFnc才A咎.
[00；3 引
[0039]接著控制第二開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)間，使得控制過(guò)渡周期的兩個(gè)電感電流能夠平 衡，不讓總電感電流跳變，進(jìn)而防止動(dòng)態(tài)過(guò)程的產(chǎn)生；其中，第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比采用下 式計(jì)算，
[0040；
[0041] 進(jìn)一步地，步驟S7中所述切換點(diǎn)4動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法具體包括W下步驟：
[0042] 步驟S71:在第一個(gè)過(guò)渡周期，首先控制過(guò)渡開(kāi)關(guān)周期中第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比， 使得第一電感b的電感電流平均值能夠在下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期達(dá)到穩(wěn)態(tài)值;其中，第一開(kāi)關(guān)管Si 的占空比采用下式計(jì)算：
[0043]
[0044] 接著讓第二開(kāi)關(guān)管S2工作在先斷開(kāi)后導(dǎo)通模式，控制第二開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)間，使 得控制過(guò)渡周期的兩個(gè)電感電流能夠平衡，不讓總電感電流跳變，進(jìn)而防止動(dòng)態(tài)過(guò)程的產(chǎn) 生.其中.笛^.井羊管沾的占巧比要巧下古1+當(dāng)，
[0045；
[0046] 步驟S72:在第二個(gè)過(guò)渡周期，讓第二開(kāi)關(guān)管S2采取先導(dǎo)通，后關(guān)斷，再導(dǎo)通的模 式;控制第二開(kāi)關(guān)管S2的初始關(guān)斷時(shí)間，使得第二電感L2的電流的開(kāi)關(guān)周期平均值近似等于 臨界值;此時(shí)，第一開(kāi)關(guān)管Si和第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比均為閉環(huán)控制占空比;設(shè)心;+ 為
[0047] . 第二開(kāi)乂鋒C。於T姑々各乂曲；占臺(tái)沁巫田了式i十算：
[004引其中，第一開(kāi)關(guān)管Si和第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比采用下式計(jì)算：
[0049]
[(K)加]
[0051] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)合半周期調(diào)制W及全周期調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)，提出了具有固 定開(kāi)關(guān)頻率的混合SPWM控制方式。在總電感電流連續(xù)時(shí)，只有一個(gè)開(kāi)關(guān)管工作，也只有一個(gè) 電感有電流，即處于半周期調(diào)制的工作模式。而在電感電流平均值低于臨界電感電流平均 值時(shí)，另外一個(gè)開(kāi)關(guān)管也開(kāi)始工作，即全周期工作方式。由于兩種調(diào)制方式的輸入輸出關(guān)系 都是線性的，所W混合調(diào)制使得電路的輸入輸出關(guān)系在整個(gè)功率范圍內(nèi)均為線性關(guān)系，大 大減小了控制上的難度。相比于全周期調(diào)制方式，開(kāi)關(guān)管高頻動(dòng)作時(shí)間的減小提高了逆變 器的效率。本發(fā)明提出通過(guò)對(duì)兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的獨(dú)立控制，從而分別控制兩個(gè)電感電流能夠順 利過(guò)渡到新的穩(wěn)態(tài)值，并且，在過(guò)渡周期保證總電感電流平均值保持穩(wěn)定。
【附圖說(shuō)明】
[0052] 圖1為本發(fā)明的控制原理示意圖。
[0053] 圖2為本發(fā)明的控制方法流程示意圖。
[0054] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中切換點(diǎn)1的過(guò)渡方式波形示意圖。
[0055] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中切換點(diǎn)2的過(guò)渡方式波形示意圖。
[0056] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中切換點(diǎn)3的過(guò)渡方式波形示意圖。
[0057] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中切換點(diǎn)4的過(guò)渡方式波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[005引下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0059] 如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種雙buck半橋逆變器的混合控制算法，包括一雙 buck半橋逆變器，所述雙buck半橋逆變器包括兩個(gè)串聯(lián)的電源Ud，所述兩個(gè)串聯(lián)的電源Ud的 一端分別連接至第一開(kāi)關(guān)管Si的漏極、第二二極管化的陰極，所述兩個(gè)串聯(lián)的電源Ud的另一 端分別連接至第一二極管化的陽(yáng)極、第二開(kāi)關(guān)管S2的源極，所述第一開(kāi)關(guān)管Si的源極、第一 二極管化的陰極均連接至第一電感^的一端，所述第一電感^的另一端連接至第二電感L2 的一端、電容Cf的一端，所述第二電感L2的另一端連接至所述第二二極管化的陽(yáng)極、所述第 二二極管化的漏極，所述電容Cf的另一端接地，所述電容Cf并接有負(fù)載;如圖2所示，具體包 括W下步驟：
[0060] 步驟SI:采集一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的電感電流平均值Il,采用下式計(jì)算臨界的電感電流 平均值：
[0061]
[0062]其中，Ud為直流電源電壓，Ue_ref為負(fù)載參考電壓，L為兩個(gè)電感值，fs為開(kāi)關(guān)頻率； [00創(chuàng)步驟S2:判斷I Il I與ILb的大小，當(dāng)I Il I > ILb，進(jìn)入步驟S3;當(dāng)I Il I < ILb時(shí)，進(jìn)入步驟 S4;
[0064] 步驟S3:判斷上一個(gè)開(kāi)關(guān)周期是否滿足IIlI >lLb，若是，則采用基于半周期調(diào)制的 閉環(huán)控制；否則，判斷Il>0是否滿足Il>0，若是，則進(jìn)入步驟S5，否則進(jìn)入步驟S6;
[0065] 步驟S4:判斷上一個(gè)開(kāi)關(guān)周期是否滿足IIlI <lLb，若是，則采用基于全周期調(diào)制的 閉環(huán)控制；否則，判斷Il是否滿足Il>0，若是，則進(jìn)入步驟S7，否則進(jìn)入步驟S8;
[0066] 步驟S5:雙buck半橋逆變器處于正半周期，控制方式由SPWM全周期調(diào)制切換至 SPWM半周期調(diào)制;判斷是否完成過(guò)渡周期，若是，則采用基于半周期調(diào)制的閉環(huán)控制，否則， 采用切換點(diǎn)3動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法；
[0067] 步驟S6:雙buck半橋逆變器處于負(fù)半周期，控制方式由SPWM全周期調(diào)制切換至 SPWM半周期調(diào)制;判斷是否完成過(guò)渡周期，若是，則采用基于半周期調(diào)制的閉環(huán)控制，否則， 采用切換點(diǎn)1動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法；
[006引步驟S7:雙buck半橋逆變器處于正半周期，控制方式由SPWM半周期調(diào)制切換至 SPWM全周期調(diào)制;判斷是否完成過(guò)渡周期，若是，則采用基于全周期調(diào)制的閉環(huán)控制，否則， 采用切換點(diǎn)4動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法；
[0069] 步驟S8:雙buck半橋逆變器處于負(fù)半周期，控制方式由SPWM半周期調(diào)制切換至 SPWM全周期調(diào)制;判斷是否完成過(guò)渡周期，若是，則采用基于全周期調(diào)制的閉環(huán)控制，否則， 采用切換點(diǎn)2動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法。
[0070] 如圖3所示，在本實(shí)施例中，步驟S6中所述切換點(diǎn)1動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法具體包括W 下步驟：
[0071] 步驟S61:控制過(guò)渡開(kāi)關(guān)周期中第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比，使得第二電感L2的電感電 流平均值能夠在下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期達(dá)到穩(wěn)態(tài)值;先由切換前后的電感電流穩(wěn)態(tài)平均值值變化 量來(lái)確定電感電流起始瞬時(shí)值的的變化量A iL2化+1)，即：
[0072] A iL2(k+l) = lL2(k+2)-lL2(k)=-lLb;
[0073] 再根據(jù)A iL2化+1)與第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比的關(guān)系表達(dá)式：
[0074]
[00巧] 下式計(jì)算：
[0076]
[0077] 步驟S62:控制第一開(kāi)關(guān)管Si的導(dǎo)通時(shí)間，使得控制過(guò)渡周期的兩個(gè)電感電流能夠 平衡，即控制兩個(gè)電感開(kāi)關(guān)周期平均值電流的變化量相同，不讓總電感電流跳變，進(jìn)而防止 動(dòng)態(tài)過(guò)程的產(chǎn)生;要滿足上述過(guò)程，需要分別計(jì)算兩個(gè)電感開(kāi)關(guān)周期平均電流的變化量，分 另化受為A-…―1新A-。_巧田下管.
[007引
[0079]
[0080] 其中，D為當(dāng)前開(kāi)關(guān)k+1周期電感電流連續(xù)工作時(shí)的穩(wěn)態(tài)占空比，當(dāng)滿足Areal = Area2 時(shí)，得到第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比采用下式計(jì)算：
[0081]
[0082] 如圖4所示，在本實(shí)施例中，步驟S8中所述切換點(diǎn)2動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法具體包括W 下步驟：
[0083] 步驟S81:控制過(guò)渡開(kāi)關(guān)周期中第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比，使得第二電感L2的電感電 流平均值能夠在下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期達(dá)到穩(wěn)態(tài)值;第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比采用下式計(jì)算：
[0084]
[0085] 步驟S82:控制第一開(kāi)關(guān)管Si的導(dǎo)通時(shí)間，使得控制過(guò)渡周期的兩個(gè)電感電流能夠 平衡，不讓總電感電流跳變，進(jìn)而防止動(dòng)態(tài)過(guò)程的產(chǎn)生；其中，第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比采用 下式計(jì)算：
[0086]
[0087] 如圖5所示，在本實(shí)施例中，步驟S5中所述切換點(diǎn)3動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法具體包括W 下步驟：
[0088] 步驟S51:在第一個(gè)過(guò)渡周期：讓第二開(kāi)關(guān)管S2工作在先導(dǎo)通后斷開(kāi)模式，使得在 第一個(gè)過(guò)渡周期結(jié)束后第二電感L2的電流降為零;此時(shí)，第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比為閉環(huán)控制 占空比，見(jiàn)中.笛一井羊管^1巧笛^井關(guān)管52的占空比采用下式計(jì)算：
[0089]
[0090]
[0091] 步驟S52:在第二個(gè)過(guò)渡周期：首先控制過(guò)渡開(kāi)關(guān)周期中第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比， 使得第一電感b的電感電流平均值能夠在下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期達(dá)到穩(wěn)態(tài)值;其中，第一開(kāi)關(guān)管Si 的占空Pk要田下才ff管.
[0092]
[0093] 接著控制第二開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)間，使得控制過(guò)渡周期的兩個(gè)電感電流能夠平 衡，不讓總電感電流跳變，進(jìn)而防止動(dòng)態(tài)過(guò)程的產(chǎn)生；其中，第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比采用下 式計(jì)算：
[0094]
[0095] 如圖6所示，在本實(shí)施例中，步驟S7中所述切換點(diǎn)4動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法具體包括W 下步驟：
[0096] 步驟S71:在第一個(gè)過(guò)渡周期，首先控制過(guò)渡開(kāi)關(guān)周期中第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比， 使得第一電感b的電感電流平均值能夠在下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期達(dá)到穩(wěn)態(tài)值;其中，第一開(kāi)關(guān)管Si 的占空比采用下式計(jì)算：
[0097]
[0098] 接著讓第二開(kāi)關(guān)管S2工作在先斷開(kāi)后導(dǎo)通模式，控制第二開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)間，使 得控制過(guò)渡周期的兩個(gè)電感電流能夠平衡，不讓總電感電流跳變，進(jìn)而防止動(dòng)態(tài)過(guò)程的產(chǎn) 生;其中，第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比采用下式計(jì)算：
[0099]
[0100] 步驟S72:在第二個(gè)過(guò)渡周期，讓第二開(kāi)關(guān)管S2采取先導(dǎo)通，后關(guān)斷，再導(dǎo)通的模 式;控制第二開(kāi)關(guān)管S2的初始關(guān)斷時(shí)間，使得第二電感L2的電流的開(kāi)關(guān)周期平均值近似等于 臨界值;此時(shí)，第一開(kāi)關(guān)管Si和第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比均為閉環(huán)控制占空比；設(shè)％巧+巧為 第二開(kāi)關(guān)管S2的初始關(guān)斷占空比，采用下式計(jì)算：
[0101]
,
[0102] 其中，第一開(kāi)關(guān)管Si和第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比采用下式計(jì)算：
[0103]
[0104] 。
[0105] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙buck半橋逆變器的混合控制算法，包括一雙buck半橋逆變器，所述雙buck半 橋逆變器包括兩個(gè)串聯(lián)的電源山，所述兩個(gè)串聯(lián)的電源Ud的一端分別連接至第一開(kāi)關(guān)管Si 的漏極、第二二極管化的陰極，所述兩個(gè)串聯(lián)的電源Ud的另一端分別連接至第一二極管化的 陽(yáng)極、第二開(kāi)關(guān)管S2的源極，所述第一開(kāi)關(guān)管Si的源極、第一二極管化的陰極均連接至第一 電感^的一端，所述第一電感^的另一端連接至第二電感L2的一端、電容Cf的一端，所述第 二電感L2的另一端連接至所述第二二極管化的陽(yáng)極、所述第二二極管化的漏極，所述電容Cf 的另一端接地，所述電容Cf并接有負(fù)載;其特征在于:包括W下步驟： 步驟S1:采集一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的電感電流平均值II，采用下式計(jì)算臨界的電感電流平均 值：其中，山為直流電源電壓，Ue_ref為負(fù)載參考電壓，L為兩個(gè)電感值，fs為開(kāi)關(guān)頻率； 步驟S2:判斷I II I與iLb的大小，當(dāng)I II I > iLb，進(jìn)入步驟S3;當(dāng)I II I < iLb時(shí)，進(jìn)入步驟S4; 步驟S3:判斷上一個(gè)開(kāi)關(guān)周期是否滿足|lL|>lLb，若是，則采用基于半周期調(diào)制的閉環(huán) 控制；否則，判斷Il>0是否滿足Il>0,若是，則進(jìn)入步驟S5,否則進(jìn)入步驟S6; 步驟S4:判斷上一個(gè)開(kāi)關(guān)周期是否滿足|lL|<lLb，若是，則采用基于全周期調(diào)制的閉環(huán) 控制；否則，判斷II是否滿足Il>0，若是，貝贓入步驟S7，否則進(jìn)入步驟S8; 步驟S5:雙buck半橋逆變器處于正半周期，控制方式由SPWM全周期調(diào)制切換至SPWM半 周期調(diào)制;判斷是否完成過(guò)渡周期，若是，則采用基于半周期調(diào)制的閉環(huán)控制，否則，采用切 換點(diǎn)3動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法； 步驟S6:雙buck半橋逆變器處于負(fù)半周期，控制方式由spmi全周期調(diào)制切換至spmi半 周期調(diào)制;判斷是否完成過(guò)渡周期，若是，則采用基于半周期調(diào)制的閉環(huán)控制，否則，采用切 換點(diǎn)1動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法； 步驟S7:雙buck半橋逆變器處于正半周期，控制方式由SPWM半周期調(diào)制切換至SPWM全 周期調(diào)制;判斷是否完成過(guò)渡周期，若是，則采用基于全周期調(diào)制的閉環(huán)控制，否則，采用切 換點(diǎn)4動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法； 步驟S8:雙buck半橋逆變器處于負(fù)半周期，控制方式由spmi半周期調(diào)制切換至spmi全 周期調(diào)制;判斷是否完成過(guò)渡周期，若是，則采用基于全周期調(diào)制的閉環(huán)控制，否則，采用切 換點(diǎn)2動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙buck半橋逆變器的混合控制算法，其特征在于:步驟 S6中所述切換點(diǎn)1動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法具體包括W下步驟： 步驟S61:控制過(guò)渡開(kāi)關(guān)周期中第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比，使得第二電感L2的電感電流平 均值能夠在下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期達(dá)到穩(wěn)態(tài)值;先由切換前后的電感電流穩(wěn)態(tài)平均值值變化量來(lái) 確定電感電流起始瞬時(shí)值的的變化量A iL2化+1)，即： A iL2(k+l) = lL2 化巧）-lL2(k)=-lLb; 再根據(jù)Δ iL2化+1)與第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比的關(guān)系表達(dá)式：得到第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比，采用下式計(jì)算：9 步驟S62:控制第一開(kāi)關(guān)管Si的導(dǎo)通時(shí)間，使得控制過(guò)渡周期的兩個(gè)電感電流能夠平衡， 即控制兩個(gè)電感開(kāi)關(guān)周期平均值電流的變化量相同，不讓總電感電流跳變，進(jìn)而防止動(dòng)態(tài) 過(guò)程的產(chǎn)生;要滿足上述過(guò)程，需要分別計(jì)算兩個(gè)電感開(kāi)關(guān)周期平均電流的變化量，分別設(shè) 為Areal和Areas，采用下式計(jì)算：其中，D為當(dāng)前開(kāi)關(guān)k+1周期電感電流連續(xù)工作時(shí)的穩(wěn)態(tài)占空比，當(dāng)滿足Areal=Area2時(shí)， 得到第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比采用下式計(jì)算：3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙buck半橋逆變器的混合控制算法，其特征在于:步驟S8 中所述切換點(diǎn)2動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法具體包括W下步驟： 步驟S81:控制過(guò)渡開(kāi)關(guān)周期中第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比，使得第二電感L2的電感電流平 均值能夠在下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期達(dá)到穩(wěn)態(tài)值;第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比采用下式計(jì)算：步驟S82:控制第一開(kāi)關(guān)管Si的導(dǎo)通時(shí)間，使得控制過(guò)渡周期的兩個(gè)電感電流能夠平衡， 不讓總電感電流跳變，進(jìn)而防止動(dòng)態(tài)過(guò)程的產(chǎn)生;其中，第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比采用下式計(jì) 算：4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙buck半橋逆變器的混合控制算法，其特征在于:步驟S5 中所述切換點(diǎn)3動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法具體包括W下步驟： 步驟S51:在第一個(gè)過(guò)渡周期:讓第二開(kāi)關(guān)管S2工作在先導(dǎo)通后斷開(kāi)模式，使得在第一個(gè) 過(guò)渡周期結(jié)束后第二電感L2的電流降為零;此時(shí)，第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比為閉環(huán)控制占空 比；其中，第一開(kāi)關(guān)管Si和第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比采用下式計(jì)算：步驟S52:在第二個(gè)過(guò)渡周期:首先控制過(guò)渡開(kāi)關(guān)周期中第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比，使得第 一電感b的電感電流平均值能夠在下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期達(dá)到穩(wěn)態(tài)值;其中，第一開(kāi)關(guān)管Si的占空 比采用下式計(jì)算：接著控制第二開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)間，使得控制過(guò)渡周期的兩個(gè)電感電流能夠平衡，不讓 總電感電流跳變，進(jìn)而防止動(dòng)態(tài)過(guò)程的產(chǎn)生;其中，第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比采用下式計(jì)算：5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙buck半橋逆變器的混合控制算法，其特征在于:步驟S7 中所述切換點(diǎn)4動(dòng)態(tài)過(guò)程抑制算法具體包括W下步驟： 步驟S71:在第一個(gè)過(guò)渡周期，首先控制過(guò)渡開(kāi)關(guān)周期中第一開(kāi)關(guān)管Si的占空比，使得第 一電感b的電感電流平均值能夠在下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期達(dá)到穩(wěn)態(tài)值;其中，第一開(kāi)關(guān)管Si的占空 比采用下式計(jì)算：接著讓第二開(kāi)關(guān)管S2工作在先斷開(kāi)后導(dǎo)通模式，控制第二開(kāi)關(guān)管S2的導(dǎo)通時(shí)間，使得控 制過(guò)渡周期的兩個(gè)電感電流能夠平衡，不讓總電感電流跳變，進(jìn)而防止動(dòng)態(tài)過(guò)程的產(chǎn)生;其 中，第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比采用下式計(jì)算：步驟S72:在第二個(gè)過(guò)渡周期，讓第二開(kāi)關(guān)管S2采取先導(dǎo)通，后關(guān)斷，再導(dǎo)通的模式;控制 第二開(kāi)關(guān)管S2的初始關(guān)斷時(shí)間，使得第二電感L2的電流的開(kāi)關(guān)周期平均值近似等于臨界值； 此時(shí)，第一開(kāi)關(guān)管Si和第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比均為閉環(huán)控制占空比；設(shè)成,(4 + 2)為第二開(kāi) 關(guān)管S2的初始關(guān)斷占空比，采用下式計(jì)算：其中，第一開(kāi)關(guān)管Si和第二開(kāi)關(guān)管S2的占空比采用下式計(jì)算：. 0
【文檔編號(hào)】H02M7/537GK105978379SQ201610303895
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月10日
【發(fā)明人】林瓊斌, 念平, 王武, 蔡逢煌, 柴琴琴
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)