[发明专利]一种基于立即模式的电力电子变换器数字控制方法

说明书

本发明涉及一种基于立即模式的电力电子变换器数字控制方法，该方法包括纵向穿越预测方法和纵向穿越消除方法；纵向穿越预测方法为：读取当前采样周期和上一采样周期的调制信号，依据载波计数值确定比较值，根据当前采样周期和上一采样周期的调制信号分别与对应比较值的比较结果，预测是否将要发生纵向穿越现象；纵向穿越消除方法为：当预测到将要发生纵向穿越现象时，将当前采样周期的调制信号正常赋值给数字信号处理器中的寄存器，将上一采样周期的调制信号暂时赋值给数字信号处理器配置的增强型脉冲宽度调制外设中的寄存器，使调制信号正常翻转而修正调制信号。本发明减小计算延时，预测和消除纵向穿越现象，保证闭环控制稳定性和正确性。

技术领域

本发明属于电力电子开关变换器数字控制技术领域，具体涉及一种基于立即模式的电力电子变换器数字控制方法。

背景技术

随着数字信号处理技术的不断发展，电力电子变换器的数字控制技术越来越受关注。数字信号处理器(DSP)能够实时快速地处理数字信号，广泛应用于电力电子变换器的数字控制领域。传统的规则采样方式基于DSP中的影子模式(shadowmode)实现，其信号采样和调制信号更新均在三角载波的峰值或/和谷值处实现，脉宽调制过程会引入包含一拍计算延时在内的数字延时，而数字延时的存在会降低电力电子变换器的闭环控制稳定性。将采样点移向调制信号更新点可以减小计算延时，但该方法会引入混叠并对开关纹波比较敏感；保持开关频率不变同时提高采样频率可以减小数字延时，但该方法会将开关纹波引入到控制环路中。应用DSP中的立即模式(immediatemode)同样可以实现规则采样，该模式下控制算法计算完成后调制信号将立即更新，能够有效减小计算延时。然而，由于立即模式下数据更新的位置不确定，调制信号与载波信号容易发生纵向穿越导致死区效应或脉冲丢失，进而导致系统振荡等问题。目前多篇文献提到将立即模式应用到电力电子变换器的数字控制中，有效降低了数字延时。但是，上述文献均未考虑到立即模式下可能发生的纵向穿越现象，这无疑影响了其在电力电子变换器数字控制中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种既降低延时，又解决纵向穿越现象的基于立即模式的电力电子变换器数字控制方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于立即模式的电力电子变换器数字控制方法，应用于立即模式下的数字信号处理器中以对电力电子变换器进行数字控制，所述基于立即模式的电力电子变换器数字控制方法包括纵向穿越预测方法和在预测到发生纵向穿越现象时执行的纵向穿越消除方法；

所述纵向穿越预测方法为：读取所述数字信号处理器中当前采样周期的调制信号、上一采样周期的调制信号，依据用于表示载波信号的载波计数值确定比较值，根据当前采样周期的调制信号、上一采样周期的调制信号分别与对应所述比较值的比较结果，预测是否将要发生纵向穿越现象；

所述纵向穿越消除方法为：当预测到将要发生纵向穿越现象时，将当前采样周期的调制信号正常赋值给所述数字信号处理器中的寄存器，将上一采样周期的调制信号暂时赋值给所述数字信号处理器配置的增强型脉冲宽度调制外设中的寄存器，使所述调制信号通过所述增强型脉冲宽度调制外设中的寄存器正常翻转而修正所述调制信号，从而更新所述调制信号。

所述纵向穿越预测方法包括以下步骤：

步骤1：读取上一采样周期的调制信号并存储到所述数字信号处理器中；

步骤2：在所述数字信号处理器中当前采样周期的调制信号更新后，读取当前采样周期的调制信号，并读取所述比较值；

步骤3：将上一采样周期的调制信号、当前采样周期的调制信号分别与对应所述比较值进行比较而获得比较结果，从而预测是否将要发生纵向穿越现象。

所述步骤3中，所述比较值包括用于与上一采样周期的调制信号进行比较的所述载波计数值和用于与当前采样周期的调制信号进行比较的载波计数微调值，根据读取所述载波计数值到更新所述调制信号的程序长度对所述载波计数值进行微调而得到所述载波计数微调值。