本发明专利技术提供了一种斩波变换器的控制方法及控制系统，斩波变换器包括串联的Buck变换器和Boost变换器，所采用的控制方法包括：采样Buck变换器的输出电压值以及输出电流值，基于采集的输出电压值以及输出电流值进行闭环调节，输出Buck变换器的控制占空比，并基于Buck变换器的控制占空比计算Boost变换器的控制占空比，用以控制斩波变换器的输出；本发明专利技术所实现的有益效果在于：由传统的四阶控制系统变为二阶控制系统，降低了控制调参的难度，以及控制余量的计算和配置，提高系统响应速度，且前级BOOST变换器与后级BUCK变换器同步闭环控制，有效减小输出纹波及EMI影响。有效减小输出纹波及EMI影响。有效减小输出纹波及EMI影响。
【技术实现步骤摘要】
一种斩波变换器的控制方法及控制系统
[0001]本专利技术属于电力电子
，尤其涉及一种斩波变换器的控制方法及控制系统。
技术介绍
[0002]斩波变换器广泛应用于电力电子行业，而其中又以Buck变换器及Boost变换器应用最广。单级的Buck变换器或者Boost变换器只能作为降压或者升压使用，对于输入电压与输出电压范围有交叠的应用，需要采用Buck＿Boost升降压变换器或者两级Buck及Boost变换器串联使用，前者由于输出极性相反、电感设计复杂、输入及输出电流均断续等问题，实际工程应用较少。后者采用Boost+Buck变换器串联的方式，有效避免了上述问题，在一些对于纹波及电磁兼容要求高的领域，应用较广。
[0003]现有技术中，但由于两级串联的方式，导致传统的控制方法比较复杂，前后两级电压电流双环组成了四阶控制系统，前后级耦合，存在控制算法复杂、调参困难、动态响应慢、占用控制系统软硬件资源高等问题。因此，有必要设计一种能简化并优化的两级变换器串联的控制方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种斩波变换器的控制方法及控制系统，旨在解决传统Buck及Boost变换器串联形成的斩波变换器，存在控制算法复杂，调参困难、动态响应慢、占用控制系统软硬件资源高的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：
[0006]本专利技术第一方面提供一种斩波变换器的控制方法，所述斩波变换器包括前级Boost变换器和后级Buck变换器，所述前级Boost变换器和所述后级Buck变换器串联连接，所述控制方法包括：
[0007]实时获取所述后级Buck电路的输出电压值以及输出电流值；
[0008]根据所述输出电压值进行电压外环控制，得到电流内环给定值；
[0009]根据所述电流内环给定值以及所述输出电流值，得到所述后级Buck变换器的控制占空比，并将所述后级Buck变换器的控制占空比输送至所述后级Buck变换器控制端；
[0010]根据所述后级Buck变换器的控制占空比，得到所述前级Boost变换器的控制占空比，并将所述前级Boost变换器的控制占空比输送至所述前级Boost变换器控制端。
[0011]进一步地，所述根据所述输出电压值进行电压外环控制，得到电流内环给定值包括：
[0012]将所述输出电压值与所述目标电压值作差，得到电压偏差值；
[0013]将所述电压偏差值输入电压PI控制器进行比例积分调节，得到第一调节输出值；
[0014]将所述第一调节值与所述目标电压值与第一比例系数的乘积求和，得到所述电流内环给定值。
[0015]进一步地，所述根据所述电流内环给定值以及所述输出电流值，输出后级Buck变换器的控制占空比，包括；
[0016]将所述电流内环给定值与所述输出电流值作差，得到电流偏差值；
[0017]将所述电流偏差值输入电流PI控制器进行比例积分调节，得到第二调节输出值；
[0018]将所述第二调节值与所述电流内环给定值与第二比例系数的乘积求和，得到所述后级Buck变换器的控制占空比。
[0019]进一步地，所述根据所述后级Buck变换器的控制占空比，计算所述前级Boost变换器的控制占空比包括：
[0020]计算所述Buck变换器的控制占空比与第三比例系数的乘积，得到所述前级Boost变换器的控制占空比。
[0021]本专利技术第二方面提供一种斩波变换器的控制系统，用于实现如上所述的控制方法，其特征在于，所述控制系统包括：
[0022]电压、电流采样电路，用于实时获取所述后级Buck电路的输出电压值以及输出电流值；
[0023]电压内环控制电路，用于根据所述输出电压值进行电压外环控制，得到电流内环给定值；
[0024]电流外环控制电路，用于根据所述电流内环给定值以及所述输出电流值，得到所述后级Buck变换器的控制占空比，并将所述后级Buck变换器的控制占空比输送至所述后级Buck变换器控制端；
[0025]乘法电路，用于根据所述后级Buck变换器的控制占空比，得到所述前级Boost变换器的控制占空比，并将所述前级Boost变换器的控制占空比输送至所述前级Boost变换器控制端。
[0026]进一步地，所述电压内环控制电路还包括第一减法器、电压PI控制器和第一加法器，其中，
[0027]所述第一减法器，用于将所述输出电压值与所述目标电压值作差，得到电压偏差值；
[0028]所述电压PI控制器，用于接收所述电压偏差值，对所述电压偏差值进行比例积分调节，得到第一调节输出值；
[0029]所述第一加法器，用于将所述第一调节值与所述目标电压值与第一比例系数的乘积求和，得到所述电流内环给定值。
[0030]进一步地，所述电流外环控制电路还包括：第二减法器，电流PI控制器和第二加法器，其中，
[0031]所述第二减法器，用于将所述电流内环给定值与所述输出电流值作差，得到电流偏差值；
[0032]所述电流PI控制器，用于接收所述电流偏差值，并将所述电流偏差值进行比例积分调节，得到第二调节输出值；
[0033]所述第二加法器，用于将所述第二调节值与所述电流内环给定值与第二比例系数的乘积求和，得到所述后级Buck变换器的控制占空比。
[0034]进一步地，所述乘法电路具体用于：计算所述Buck变换器的控制占空比与第三比
例系数的乘积，得到所述前级Boost变换器的控制占空比。
[0035]本专利技术中提供的斩波变换器的控制方法及控制系统，与现有技术相比，有益效果在于：
[0036](1)整个系统只需要采样输出电压和电流，只需要输出两个闭合环路，大大节省控制系统的资源；
[0037](2)将四阶控制系统降为二阶控制系统，有效降低了控制调参的难度，以及控制余量的计算和配置；
[0038](3)前级BOOST变换器与后级BUCK变换器同步闭环控制，有效减小输出纹波及EMI影响；
[0039](4)同时通过占空比的比例调配，将四阶系统降阶为二阶系统，加快系统响应，降低参数调节难度。
附图说明
[0040]图1是本专利技术实施例中斩波变换器的拓扑结构示意图；
[0041]图2是本专利技术实施例中斩波变换器的控制方法的流程示意图；
[0042]图3是本专利技术实施例中斩波变换器的控制系统的原理框图。
具体实施方式
[0043]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0044]在相关技术中，对以前级Boost变换器和后级Buck变换器串联组成的斩波变换器的控制过程中，主要存在以下几个问题：
[0045]1)需要分别对前后级变换器的输出电压、电流进行采样，需要使用四个反馈本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种斩波变换器的控制方法，其特征在于，所述斩波变换器包括前级Boost变换器和后级Buck变换器，所述前级Boost变换器和所述后级Buck变换器串联连接，所述控制方法包括：实时获取所述后级Buck电路的输出电压值以及输出电流值；根据所述输出电压值进行电压外环控制，得到电流内环给定值；根据所述电流内环给定值以及所述输出电流值，得到所述后级Buck变换器的控制占空比，并将所述后级Buck变换器的控制占空比输送至所述后级Buck变换器控制端；根据所述后级Buck变换器的控制占空比，得到所述前级Boost变换器的控制占空比，并将所述前级Boost变换器的控制占空比输送至所述前级Boost变换器控制端。2.根据权利要求1所述的斩波变换器的控制方法，其特征在于，所述根据所述输出电压值进行电压外环控制，得到电流内环给定值包括：将所述输出电压值与所述目标电压值作差，得到电压偏差值；将所述电压偏差值输入电压PI控制器进行比例积分调节，得到第一调节输出值；将所述第一调节值与所述目标电压值与第一比例系数的乘积求和，得到所述电流内环给定值。3.根据权利要求2所述的斩波变换器的控制方法，其特征在于，所述根据所述电流内环给定值以及所述输出电流值，输出后级Buck变换器的控制占空比，包括：将所述电流内环给定值与所述输出电流值作差，得到电流偏差值；将所述电流偏差值输入电流PI控制器进行比例积分调节，得到第二调节输出值；将所述第二调节值与所述电流内环给定值与第二比例系数的乘积求和，计算所述后级Buck变换器的控制占空比。4.根据权利要求3所述的斩波变换器的控制方法，其特征在于，所述根据所述后级Buck变换器的控制占空比，计算所述前级Boost变换器的控制占空比包括：计算所述Buck变换器的控制占空比与第三比例系数的乘积，得到所述前级Boost变换器的控制占空比。5.一种斩波变换器的控制系统，用于实现如...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋成明，雷仕建，王运，顾鹏，
申请(专利权)人：深圳青铜剑科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。