一种直流转换方法及直流转换器技术

本发明专利技术提供了一种直流转换方法和直流转换器，其中，基于蒙特卡洛方法的闭环控制方法，包括以下步骤：每隔随机时间间隔t，采集一次输出值Uout，从采集第n次起，比较采集到的最近n个Uout与U1的大小，设大于U1的Uout的个数为a，小于U1的Uout的个数为b；根据a与b的大小，计算调整因子c；根据调整因子c控制输出值Uout；循环重复以上步骤，即可实现输出值Uout的闭环控制。根据本发明专利技术，能够使闭环控制过程中，被控制值(如电压、电流等)修正过程更为平缓温和，减缓被控制值的波动，被控制值在触及闭环上限或下限之前就能够得到修正，使被控制值能够更好地保持在设定值附近。

【技术实现步骤摘要】
一种闭环控制方法及直流转换方法及直流转换器
本专利技术涉及电流及电压闭环控制领域，具体而言涉及一种基于蒙特卡洛方法的闭环控制方法以及使用该方法的直流-直流转换方法和直流-直流转换器。
技术介绍
电动汽车的蓄电池输出电压和电机额定电压及车载电子设备控制电压不同，若想让蓄电池给电机或车载电子设备供电就需要对蓄电池输出电压进行转换，通常采用直流-直流转换电路。其中，蓄电池的输出电压，即直流-直流转换电路的输入电压为Uin，直流-直流转换电路的输出电压为Uout。通常而言，Uout＝k*Uin，其中k为转换系数，可以被人工设定和调整，以使输出电压Uout达到所需要的值，并且输出电压Uout需要保持稳定。然而，输入电压为Uin并非一个恒定的值，这是因为，随着蓄电池的使用，蓄电池的输出电压会逐渐降低，并且，环境气温对蓄电池的输出电压也具有一定影响，低温时蓄电池输出电压较低，温度高时蓄电池输出电压较高；此外，车辆行驶过程中的振动，以及其他一些不确定因素，对直流-直流转换电路的工作过程也会造成一定的干扰，导致转换系数k会有一定范围的波动。上述因素叠加在一起，使得输出电压Uout也会产生一定的波动，这种波动既具有总体的变化趋势，又具有一定的随机性。为了保证电机或车载电子设备的工作电压，即直流-直流转换电路的输出电压Uout基本恒定，需要对直流-直流转换过程进行闭环控制。所述闭环也叫反馈控制系统，是将系统输出量的测量值与所期望的给定值相比较，由此产生一个偏差信号，利用此偏差信号进行调节控制，使输出值尽量接近于期望值。具体而言，传统的闭环控制方法，主要步骤为：设定闭环上限和下限，若输出电压Uout大于等于闭环上限，则降低转换系数k，若输出电压Uout小于等于闭环下限，则升高转换系数k。传统方法，原理简单，易于实现，但是也具有一些弊端。因为输出电压Uout一旦触及闭环的上限或下限，就会立即对转换系数k进行降低或升高，可能导致输出电压Uout跳变频繁，偶然因素导致的单次采样结果超标，会引起不必要的修正过程，且输出电压Uout修正时幅度变化不够平稳，容易对用电器产生冲击，影响用电器的寿命。如果输出电压Uout的偏移具有一定规律，可以根据规律提前预测输出电压Uout，并提前修正转换系数k，以避免输出电压Uout触及闭环的上限或下限，使输出电压Uout更加稳定。但由于输出电压Uout的波动具有不确定性，这种方法不能在所有场合通用。
技术实现思路
为此，本专利技术创造的主要目的在于提供一种基于蒙特卡洛方法的闭环控制方法以及使用该方法的直流-直流转换方法和直流-直流转换器，以达到如下目的：使得闭环控制过程中，被控制值(如电压、电流等)变化过程更为平缓温和，减缓被控制值的波动，被控制值也能够更好地维持在设定值附近。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：根据本专利技术的一样态，一种基于蒙特卡洛方法的闭环控制方法，包括以下步骤：设输入值为Uin，输出值Uout，转换系数为k，闭环下限为U0，闭环标准值为U1，闭环上限为U2；已知Uout＝k*Uin，其中k可以被人工设定和调整，以使输出值Uout达到所需要的值；每隔随机时间间隔t，采集一次输出值Uout，从采集第n次起，比较采集到的最近n个Uout与U1的大小，设大于U1的Uout的个数为a，小于U1的Uout的个数为b；如果a>b，调整因子c＝(a-b)/n*(U2-U1)/(U2-U0)，设置k＝(1-c)*k；或者如果a<b，调整因子c＝(a-b)/n*(U1-U0)/(U2-U0)，设置k＝(1-c)*k；如此，输出值Uout就会相应发生变化；循环重复以上步骤，即可实现输出值Uout的闭环控制。根据本专利技术的二样态，一种直流-直流转换方法，包含下列步骤：步骤S200，软启动，开机后，等待一定时间，之后控制单元根据欲输出的电压，发出全桥驱动信号，所述全桥驱动信号为矩形波；步骤S220，对输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、全桥温度、整流温度进行采样，并使用数字滤波算法对得到的采样数据消除干扰，若输入电压过压、输入电压欠压，输入电流过流，输出电压过压、输出电压欠压，输出电流过流，全桥逆变单元过温，或同步整流单元过温，则关机，等待一定时间后，再开机，返回步骤S220；步骤S230，通过温度、电压闭环算法计算并输出所述全桥驱动信号的占空比，具体步骤为：子步骤S300，若采样温度达到闭环温度，每升1℃降低额定功率10％，子步骤S310，通过根据本专利技术的一样态所述的基于蒙特卡洛方法的闭环控制方法执行电压闭环控制；返回步骤S220，并同时进入步骤S240；步骤S240，判断是否满足开启同步整流条件，若是，延时开启同步整流，若否，迅速关闭同步整流。根据本专利技术的三样态，一种直流-直流转换器，包括：控制单元，根据采集到的数据，通过根据本专利技术的二样态所述的直流-直流转换方法，对所述直流-直流转换器进行控制；全桥逆变单元、变压单元、同步整流单元，依次串联在直流输入端和直流输出端之间；输入电压采样单元，串联在所述直流输入端与所述控制单元之间，用于向所述控制单元传输输入电压采样数据；输入电流采样单元，串联在所述直流输入端与所述控制单元之间，用于向所述控制单元传输输入电流采样数据；输出电压采样单元，串联在所述直流输出端与所述控制单元之间，用于向所述控制单元传输输出电压采样数据；输出电流采样单元，串联在所述直流输出端与所述控制单元之间，用于向所述控制单元传输输出电流采样数据；全桥驱动单元，串联在所述控制单元与所述全桥逆变单元之间，用于根据从所述控制单元接收到的信号，驱动所述全桥逆变单元工作；全桥温度采样单元，串联在所述控制单元与所述全桥逆变单元之间，用于监测所述全桥逆变单元的温度，并将全桥温度数据传输至所述控制单元；整流驱动单元，串联在所述控制单元与所述同步整流单元之间，用于根据从所述控制单元接收到的信号，驱动所述同步整流单元工作；整流温度采样单元，串联在所述控制单元与所述同步整流单元之间，用于监测所述同步整流单元的温度，并将整流温度数据传输至所述控制单元。根据本专利技术的基于蒙特卡洛方法的闭环控制方法，能够使闭环控制过程中，被控制值(如电压、电流等)修正过程更为平缓温和，减缓被控制值的波动，被控制值在触及闭环上限或下限之前就能够得到修正，使被控制值能够更好地保持在设定值附近。本专利技术的闭环控制方法应用在电压/电流闭环控制过程中，修正电压/电流的过程将会更加平缓温和，并减少不必要的修正过程，使电压/电流更好地维持在设定值附近，达到电压/电流的基本恒定，减少对用电器的冲击，使用电器更加稳定地工作，延长用电器的寿命。根据本专利技术的使用基于蒙特卡洛方法的闭环控制方法的直流-直流转换方法和直流-直流转换器，提高了电能的能量转换效率，实现了对输入、输出的电压、电流以及转换器的温度实时监控，实现了温度闭环、电压闭环，使电压和电流可以稳定地输出。附图说明图1是本专利技术构思的示例性实施例的基于蒙特卡洛方法的闭环控制方法的流程图；图2是本专利技术构思的示例性实施例的使用基于蒙特卡洛方法的闭环控制方法的直流-直流转换器的构成图；图3是本专利技术构思的示例性实施例的使用基于蒙特卡洛方法的闭环控制方法的直流-直流转换方法的流程图；图4是本专利技术构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于蒙特卡洛方法的闭环控制方法，其特征在于包括以下步骤：设输入值为U

【技术特征摘要】
1.一种基于蒙特卡洛方法的闭环控制方法，其特征在于包括以下步骤：设输入值为Uin，输出值Uout，转换系数为k，闭环下限为U0，闭环标准值为U1，闭环上限为U2；已知Uout＝k*Uin，其中能够被人工设定和调整，以使输出值Uout达到所需要的值；每隔随机时间间隔t，采集一次输出值Uout，从采集第n次起，比较采集到的最近n个Uout与U1的大小，设大于U1的Uout的个数为a，小于U1的Uout的个数为b；如果a>b，调整因子c＝(a-b)/n*(U2-U1)/(U2-U0)，设置k＝(1-c)*k；或者如果a<b，调整因子c＝(a-b)/n*(U1-U0)/(U2-U0)，设置k＝(1-c)*k；如此，输出值Uout就会相应发生变化；循环重复以上步骤，即实现输出值Uout的闭环控制。2.一种直流-直流转换方法，其特征在于，包含下列步骤：步骤S200，软启动，开机后，等待一定时间，之后控制单元根据欲输出的电压，发出全桥驱动信号，所述全桥驱动信号为矩形波；步骤S220，对输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、全桥温度、整流温度进行采样，并使用数字滤波算法对得到的采样数据消除干扰，若输入电压过压、输入电压欠压，输入电流过流，输出电压过压、输出电压欠压，输出电流过流，全桥逆变单元过温，或同步整流单元过温，则关机，等待一定时间后，再开机，返回步骤S220；步骤S230，通过温度、电压闭环算法计算并输出所述全桥驱动信号的占空比，具体步骤为：子步骤S300，若采样温度达到闭环温度，每升1℃降低额定功率10％...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文祥，张宏伟，刘朋，孟庆利，王丹丹，陈晓琳，
申请(专利权)人：合肥海峰汽车配件有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34