[发明专利]Boost AC-DC恒压电源的数字控制方法

权利要求书

1.Boost AC-DC恒压电源的数字控制方法，其特征在于，包括以下四个环节，

预测环节：根据从主拓扑采集的当前开关周期的输入电压、电感电流、输出电压、输出电流以及主拓扑中的开关管在当前开关周期的占空比，在数字离散域内预测得到下个开关周期的电感电流和输出电压，

PI调节环节：根据当前开关周期输出电压偏离给定值的差值、下个开关周期输出电压偏离给定值的差值调节下个开关周期的控制变量以使主拓扑的输出电压稳定在给定值，

电流控制环节：根据下个开关周期的电感电流以及下个开关周期的控制变量确定主拓扑中的开关管在下个开关周期的占空比以使电感电流跟踪输入电压，

三角波PWM生成环节：根据主拓扑中的开关管下个开关周期的占空比生成主拓扑中开关管在下个开关周期的导通信号。

2.根据权利要求1所述Boost AC-DC恒压电源的数字控制方法，其特征在于，预测环节采用如下预测规则预测下个开关周期的电感电流和输出电压，

其中，i_L[k]、i_L[k+1]分别为第k个开关周期、第k+1个开关周期的电感电流，V_in[k]为第k个开关周期的输入电压，V_o[k]、V_o[k+1]分别为第k个开关周期、第k+1个开关周期的输出电压，i_o[k]的含义为第k个开关周期的输出电流，L、C分别为主拓扑电感和电容的参数，d为实际占空比，T_S为开关周期时长。

3.根据权利要求1所述Boost AC-DC恒压电源的数字控制方法，其特征在于，PI调节环节采用递推关系：u[k+1]＝u[k]+ae[k+1]-be[k]调节下个开关周期的控制变量，其中，u[k]、u[k+1]分别为第k个开关周期、第k+1个开关周期的控制变量，e[k]、e[k+1]分别为第k个开关周期、第k+1个开关周期的输出电压与输出电压参考值的差值，a＝K_P+K_iT，b＝K_P，K_P为比列系数，K_i为积分系数，T为开关周期。

4.根据权利要求1所述Boost AC-DC恒压电源的数字控制方法，其特征在于，电流控制环节确定的主拓扑中的开关管在下个开关周期的占空比为：d[k]为主拓扑中的开关管在第k个开关周期的占空比，R_s为电感电流的采样电阻，V_m[k]为电压控制环在第k个开关周期的输出，i_L[k]为第k个开关周期的电感电流。

5.根据权利要求1所述Boost AC-DC恒压电源的数字控制方法，其特征在于，所述数字控制方法还包括软启动环节，在初始上电阶段的每个开关周期内比较当前开关周期的输出电压与给定值，在当前开关周期的输出电压小于给定值时输出软启动占空比控制信号至主拓扑中的开关管且软启动占空比控制信号每隔N个开关周期加1，而在当前开关周期的输出电压超过给定值时切换至恒压工作模式，主拓扑中开关管的导通信号受控于电流控制环节的输出量，N的取值大于采样电路正常工作的周期数。

6.根据权利要求1所述Boost AC-DC恒压电源的数字控制方法，其特征在于，预测环节根据从主拓扑采集的当前开关周期的输入电压、输出电压、输出电流以及当前开关周期电感电流的平均值、主拓扑中的开关管在当前开关周期的占空比，在数字离散域内预测得到下个开关周期的电感电流和输出电压。