[发明专利]一种Boost PFC变换器的无模型预测电流控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种Boost PFC变换器的无模型预测电流控制系统的控制方法，其特征在于：该Boost PFC变换器的无模型预测电流控制系统包括Boost PFC变换器系统、电流内环控制模块和电压外环控制模块；

所述Boost PFC变换器系统包括输入电源vin、二极管整流桥、升压电感L、功率开关器件S、续流二极管D0、输出电容Co、负载、电流传感器、输入电压传感器和输出电压传感器；所述二极管整流桥包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4；所述输入电源vin的一端接二极管D1的阳极，另一端接二极管D2的阳极；所述二极管D1和二极管D2的阴极均经升压电感L接续流二极管D0的阳极；所述二极管D1的阳极接二极管D3的阴极，二极管D2的阳极接二极管D4的阴极，二极管D3和二极管D4的阳极均接地；所述功率开关器件S的源极接地，漏极接续流二极管D0的阳极；所述输出电容Co的一端接地，另一端接续流二极管D0的阴极；所述负载并联在输出电容Co的两端；所述输入电压传感器接二极管D1的阳极，所述输出电压传感器的输入端接续流二极管D0的阴极；所述电流传感器的输入端连接在二极管D4的阳极与功率开关器件S的源极之间的支路上；

所述电流内环控制模块包括参考电流生成模块、无模型预测电流控制器和PWM调制模块；所述电压外环控制模块包括陷波器和PI电压控制器；所述陷波器的输入端接输出电压传感器的输出端，陷波器的输出端接PI电压控制器的输入端，PI电压控制器的输出端接参考电流生成模块的第一输入端；参考电流生成模块的第二输入端接输入电压传感器的输出端，参考电流生成模块的输出端接无模型预测电流控制器的第一输入端；无模型预测电流控制器的第二输入端接电流传感器的输出端，无模型预测电流控制器的输出端接PWM调制模块的输入端；PWM调制模块的输出端接功率开关器件S的门极；

该Boost PFC变换器的无模型预测电流控制系统的控制方法包括以下步骤：

(1)采用电压外环控制模块，对第k个采样周期T_k中的输出电压v_o[k]和输出电压参考值v_{o_ref}[k]进行处理，获取第k个采样周期T_k的参考输入电流幅值其中，k为正整数；

(2)采用参考电流生成模块对第k个采样周期T_k中的参考输入电流幅值和输入电压v_in[k]进行处理，获得第k个采样周期T_k的电感电流参考值

(3)根据第k-n_F个采样周期的电感电流i_L[k-n_F]至第k个采样周期T_k的电感电流i_L[k]、第k-n_F-2个采样周期的占空比控制信号d[k-n_F-2]至第k-2个采样周期T_k-2的占空比控制信号d[k-2]，求得第k个采样周期T_k的系统已知量和未知量的估计值

(4)根据第k个采样周期中的系统已知量和未知量的估计值占空比控制信号d[k]和占空比系数α[k]，建立不同导通模式下的Boost PFC变换器的统一超局部模型，并对统一超局部模型进行离散化处理；

(5)根据离散化的统一超局部模型，设计匹配的无模型预测电流控制器，采用无模型预测电流控制器求得第k个采样周期T_k的占空比控制信号d[k]；

(6)利用第k个采样周期T_k的占空比控制信号d[k]对PWM调制模块中的三角载波信号进行调制处理，获得第k个采样周期T_k的功率开关器件驱动信号S[k]，从而控制Boost PFC变换器的功率开关器件动作，实现对Boost PFC变换器的电感电流控制。

2.根据权利要求1所述的一种Boost PFC变换器的无模型预测电流控制系统的控制方法，其特征在于：所述输入电源为交流电源。