一种基于遗忘滤波算法的LLC谐振变换器的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于遗忘滤波算法的LLC谐振变换器的控制方法，包括以下步骤：采集LLC谐振电路的输出电流；将输出电流依次经过PID控制器和遗忘滤波算法进行处理，获取逼近系统状态的控制参数；通过压控振荡器结合输出参数控制LLC谐振电路斩波器的开关频率，抑制LLC谐振电路输入端电压纹波；本发明专利技术控制方法能够以更小的算法复杂度和更高的灵活性，实现对LLC谐振变换器输出2倍频纹波的有效抑制。振变换器输出2倍频纹波的有效抑制。振变换器输出2倍频纹波的有效抑制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于遗忘滤波算法的LLC谐振变换器的控制方法


[0001]本专利技术属于电力电子技术应用领域，尤其是基于遗忘滤波算法的LLC谐振变换器控制领域。

技术介绍

[0002]在现有的很多LLC谐振变换器的应用中，伴随着电网通过不控整流桥的接入，会出现输出2倍频纹波问题，其频率大约为100Hz，对设备的安全稳定运行造成了影响，甚至导致设备无法正常工作。因此，对输出纹波的限制成为了LLC谐振变换器控制研究工作的重点。在现有的相关技术应用中，主要是通过反馈控制方式，结合谐振频率的调节，进而减小LLC谐振变换器的输出纹波。但是在反馈控制环路内部，不同的算法将直接导致不同的纹波抑制效果。如何优化反馈控制环路内部算法，成为LLC谐振变换器输出纹波抑制研究的难点。

技术实现思路

[0003]为了解决上述直流侧电压波动带来的输出电流波动问题，本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0004]一种基于遗忘滤波算法的LLC谐振变换器的控制方法,包括以下步骤，包括以下步骤，
[0005]S1、采集LLC谐振电路的输出电流；
[0006]S2、将输出电流依次经过PID控制器和遗忘滤波算法进行处理，获取逼近系统状态的控制参数；该控制参数为频率受控的电压信号；
[0007]S3、通过压控振荡器结合输出参数控制LLC谐振电路斩波器的开关频率，抵消LLC谐振电路输入端纹波影响。
[0008]作为本专利技术的进一步优化方案，所述步骤S2中遗忘滤波算法包括以下步骤,
[0009]S21、获取n周期下LLC谐振电路的输出电流经PID控制器调节后得到输出参数Out_PI(n)；
[0010]S22、将n周期下PID控制器的输出参数Out_PI(n)经过遗忘滤波处理后得到估计值参数Out_PI
’
(n)；
[0011]S23、经过周期迭代，获得n
‑
1、n
‑
2、n
‑
3周期遗忘滤波之后的输出值Out_PI
’
(n
‑
1)、Out_PI
’
(n
‑
2)、Out_PI
’
(n
‑
3)；其中，n
‑
1表示上一个周期，n
‑
2表示上两个周期、n
‑
3表示上三个周期；
[0012]S24、将迭代后的n
‑
1、n
‑
2、n
‑
3周期与当前n周期遗忘滤波之后的输出值取平均，得到n周期遗忘滤波算法所需的输入估计值Out_PI”(n)；
[0013]S25、引入遗忘因子k
f
，并将当前周期遗忘算法输出Out_PI
’
(n)作为下一个周期的遗忘滤波算法的输入值，得到其他控制参数，其中，k
f
<1。
[0014]作为本专利技术的进一步优化方案，所述步骤S21中输出参数Out_PI(n)满足表达式为Out_PI(n)＝k0*Out_Err(n)+k1Out_Err_Int(n)。
[0015]作为本专利技术的进一步优化方案，所述步骤S25中，将遗忘因子k
f
引入遗忘滤波算法后的最终输出表达式为：
[0016]Out_PI
′
(n)＝k
f
Out_PI(n)+(1
‑
k
f
)Out_PI
″
(n)。
[0017]本专利技术的有益效果在于：
[0018]1)本专利技术控制方法能够以更小的算法复杂度和更高的灵活性，实现对LLC谐振变换器输出2倍频纹波的有效抑制；
[0019]2)本专利技术的控制方法通过引入遗忘因子，可以对遗忘深度进行一定程度的调节，可以适用于不同参数需求的LLC谐振变换器系统。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的控制方法的流程示意图；
[0021]图2是LLC谐振变换器的主电路图；
[0022]图3是LLC谐振变换器主电路不同谐振电容设计图；
[0023]图4是LLC谐振变换器主电路及其控制环路设计示意图；
[0024]图5是遗忘滤波算法在LLC谐振变换器中的应用示意图；
[0025]图6是基于传统算法的LLC谐振变换器输出电流波形；
[0026]图7基于遗忘滤波算法的LLC谐振变换器输出电流波形；
具体实施方式
[0027]下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
[0028]如图1至图7所示的一种基于遗忘滤波算法的LLC谐振变换器的控制方法，包括以下步骤，
[0029]S1、采集LLC谐振电路的输出电流；
[0030]S2、将输出电流依次经过PID控制器和遗忘滤波算法进行处理，获取逼近系统状态的控制参数；此控制参数是指频率受控的电压信号，该电压信号的频率是可调的，其数值具体高低，则是由PID控制器和遗忘滤波算法处理获得的。
[0031]S3、通过压控振荡器结合输出参数控制LLC谐振电路斩波器的开关频率，抵消LLC谐振电路输入端纹波影响。
[0032]为了便于理解本专利技术的控制方法，下面结合具体的LLC谐振变换器主电路进行进一步的说明；但是需要说明的是，本专利技术中的算法可以应用在以下具体LLC谐振变换器中，但不限于此种具体LLC谐振变换器的形式；
[0033]如图2所示的一个经典的LLC谐振变换器主电路图，图中包括与电网连接的具有驱动电路的半桥或全桥斩波器、电感电容构成的谐振网络、隔离变压器以及整流滤波电路等；
[0034]其中，斩波器可以由两个MOSFET管及其驱动电路组成，两个管子的驱动信号互补，各为50％；
[0035]串联谐振网络可以由谐振电感和谐振电容构成，具体的谐振网络设计还有很多，比如图3所示的LLC谐振变换器主电路不同谐振电容设计图；
[0036]隔离变压器可以实现隔离功能，Lm是其励磁电感。二极端D1、D2以及电容Co共同构成了整流滤波电路；
[0037]图4所示为包含LLC谐振变换器和控制器在内的电路示意图；为了方便分析，对反馈控制环路中的具体器件设计进行省略，只保留模块功能的描述；由图4可知，反馈控制环路包括PID调节、遗忘滤波以及压控振荡器三个部分，其中，PID调节的输入是对主电路中输出电流的采样，而输出则作为遗忘滤波算法的输入；经过遗忘滤波算法的作用后，压控振荡器将获得与系统状态更接近的参数信息；然后，通过压控振荡器的输出驱动电路控制主电路中斩波器的开关频率，使得两个MOSFET管在驱动信号的作用下互补导通；
[0038]由于LLC谐振变换器输出电压和输入电压以及斩波器的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于遗忘滤波算法的LLC谐振变换器的控制方法,包括以下步骤:S1、采集LLC谐振电路的输出电流；S2、将输出电流依次经过PID控制器和遗忘滤波算法进行处理，获取逼近系统状态的控制参数；S3、通过压控振荡器结合控制参数控制LLC谐振电路斩波器的开关频率，抵消LLC谐振电路输入端纹波影响。2.根据权利要求1所述的一种基于遗忘滤波算法的LLC谐振变换器的控制方法,步骤S2中遗忘滤波算法包括以下具体内容：S21、获取n周期下LLC谐振电路的输出电流经PID控制器调节后得到输出参数Out_PI(n)；S22、将n周期下的输出参数Out_PI(n)经过遗忘滤波处理后得到n周期遗忘滤波算法的输出值Out_PI
’
(n)；S23、经过周期迭代，获得n
‑
1、n
‑
2、n
‑
3周期遗忘滤波输出值Out_PI
’
(n
‑
1)、Out_PI
’
(n
‑
2)、Out_PI
’
(n
‑
3)；其中，n
‑
1表示上一个周期，n
‑
2表示上两个周期、n
‑
3表示上三个周期；S24、将迭代后的n
‑
1、n
‑
2、n
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金平，刘圣宇，姜浩然，季圣植，姜卫东，陈耀辉，蒋智，王纪琮，
申请(专利权)人：天长市龙源电子有限公司，
类型：发明
国别省市：