[发明专利]一种Buck类变换器的恒流控制方法及系统

说明书

本发明提供一种Buck类变换器的恒流控制方法及系统，属于电路控制技术领域，恒流控制方法包括：采集Buck类变换器的输入电压、输出电压及输出电流；基于PI控制器，根据输入电压、输出电压、输出电流及参考电流，确定开关管的占空比。消除了Buck类变换器的两倍工频纹波，进而实现了对Buck类变换器稳定恒流控制的目的。

技术领域

本发明涉及电路控制领域，特别是涉及一种Buck类变换器的恒流控制方法及系统。

背景技术

由于功率变换器中，大部分的非线性干扰是来自于电力电子器件、开关变换器等，Buck类变换器也是一类典型的非线性系统。很多研究人都已发现功率变换器的非线性特征，并且做了大量的研究工作。目前已有的研究成果主要有两个方面：1.对电力电子变换器运行时存在的次谐波振荡、低频纹波、降频现象、倍周期分岔、间歇和混沌等非线性动力学现象进行实验研究，并建立相应的各种非线性电路模型解释内在的物理机理，相应地，人们认识到传统的小信号分析得到的线性数学模型在解释此类物理现象时存在很大的偏差。2.在非线性模型基础上，运用非线性控制领域的各种控制方法对功率变换器开展了很多基于电路模型的控制研究，其中包括滑模变结构控制、无源型控制、自适应控制等，除此之外，也存在一些不基于模型的非线性控制方法，例如模糊、神经系统等。

但对于Buck类电路，大多数研究以仿真为主，由于算法复杂，极少应用到工程实践中，电力电子变换器无电解电容化的需求日趋旺盛，然而在两级结构中，前级输出电容小通常会对后级引入严重的两倍工频纹波，两倍工频纹波分量导致后级的DC/DC(DirectCurrent，直流电)变换器的变换效率降低，导致电路的输出电压电流的不稳定等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种Buck类变换器的恒流控制方法及系统，可消除输入两倍工频纹波，实现Buck类变换器的稳定恒流控制。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种Buck类变换器的恒流控制方法，所述Buck类变换器包括直流电源、开关管、电感、电容及电阻，所述Buck类变换器的恒流控制方法包括：

采集所述Buck类变换器的输入电压、输出电压及输出电流；

基于PI控制器，根据所述输入电压、输出电压、输出电流及参考电流，确定所述开关管的占空比。

可选地，根据以下公式，确定开关管的占空比：

其中，d_eq为开关管的占空比，k为占空比倍数，u_in为Buck类变换器的输入电压，u_o为Buck类变换器的输出电压，i_o为Buck类变换器的输出电流，i_ref为参考电流，K_p为比例系数，K_i为积分系数，R为电阻值，L为电感值，C为电容值，Δd为占空比损失，Δd0，t为时刻。

可选地，在所述Buck类变换器的拓扑结构为Buck电路或正激电路时，占空比倍数k＝1。

可选地，在所述Buck类变换器的拓扑结构为推挽电路、半桥电路或全桥电路时，占空比倍数k＝2。

为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

一种Buck类变换器的恒流控制系统，所述Buck类变换器包括开关管、电感、电容及电阻，所述Buck类变换器的恒流控制系统包括：

数据采集单元，与所述Buck类变换器连接，用于采集所述Buck类变换器的输入电压、输出电压及输出电流；

控制单元，与所述数据采集单元及所述开关管连接，用于基于PI控制器，根据所述输入电压、输出电压、输出电流及参考电流，确定所述开关管的占空比。