[发明专利]基于Buck型DC‑DC变换器的负载估计方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子控制技术领域，特别涉及一种基于Buck型DC-DC 变换器的负载估计方法。

背景技术

Buck型DC-DC变换器是指能完成直流电路电压转换的电力电子装置，目 前主要应用于直流电压转换、开关电源、直流电机驱动等场合。随着现代工 业技术的发展，对直流变换器的要求越来越高，既要求系统轻便，稳定，可 靠，又要求系统有较高的动态性能。

近年来，许多学者在DC-DC变换器控制系统的控制方法上做了大量的研 究，如自适应控制、滑模控制、模糊控制方法等，这些控制方法一般都需要 外部负载的精确信息。提高Buck型DC-DC变换器抗负载变化的能力，是符 合电力电子技术的发展趋势的，但实际应用中，外部负载往往随环境而改变， 如何实时快速、准确地估计负载十分重要，以备控制系统及时做出反应。现 有的负载估计方法，是通过检测负载干扰项来应用于控制策略中，不能直接 反映负载变化的情况，无法实时快速、准确地估计负载，亟需提出一种能够 实时快速、准确地估计负载值的负载估计方法。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种基于Buck型DC-DC 变换器的负载估计方法，本发明的精度高、收敛性快，能够实时快速、准确 地估计负载值。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术措施：

基于Buck型DC-DC变换器的负载估计方法，包括以下步骤：

S1、设计快速负载估计器；

S2、将Buck型DC-DC变换器的输出电压和电感电流作为快速负载估计 器的输入，通过快速负载估计器输出负载的实时估计值。

优选的，步骤S1的具体操作步骤包括：

S11、确定Buck型DC-DC变换器的数学模型：

其中，

V_in为Buck型DC-DC变换器的输入电压，V_o为Buck型DC-DC变换器的输 出电压，i_L为Buck型DC-DC变换器的电感电流，为V_o对时间的导数，为 i_L对时间的导数，L、C、R分别为Buck型DC-DC变换器的电感、电容、负 载；

S12、设计Buck型DC-DC变换器负载的快速负载估计器：

其中，k₁＞0，k₂＞0，0.5＜β₁＜1，β₂＝2β₁-1，为V_o的估计值，为R的 估计值，为对时间的导数，为对时间的导数，sign(·)为符号函数。

优选的，所述k₁＝160，k₂＝6，β₁＝0.55。

本发明的有益效果在于：本发明首先设计快速负载估计器，并将Buck 型DC-DC变换器的输出电压和电感电流作为快速负载估计器的输入，通过快 速负载估计器输出负载的实时估计值，本发明中的快速负载估计器是基于 Buck型DC-DC变换器变的数学模型，更具有针对性，且具有更高的抗干扰性 能和更快的收敛性，因此本发明的精度高、收敛性快，能够实时快速、准确 地估计负载值。

附图说明

图1为本发明的Buck型DC-DC变换器的快速负载估计器原理图；

图2为本发明的Buck型DC-DC变换器负载的估计值响应曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种基于Buck型DC-DC变换器的负载估计方法，包括以 下步骤：

S1、设计快速负载估计器；

S2、将Buck型DC-DC变换器的输出电压和电感电流作为快速负载估计 器的输入，通过快速负载估计器输出负载的实时估计值。

具体的，设计快速负载估计器的具体操作步骤包括：

S11、确定Buck型DC-DC变换器的数学模型：

其中，