Buck转换器的控制方法、装置、开关电源和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种Buck转换器的控制方法、装置、开关电源和存储介质，该方法包括：获取Buck转换器的给定参考电压、分数阶电感值和电容等效电阻值，以及输入电压的采样值和输出电压的采样值；采用PID控制器，根据给定参考电压、输出电压的采样值进行PID处理，得到控制电压；采用预测无差拍控制器，根据输入电压的采样值、输出电压的采样值、控制电压，以及分数阶电感值和电容等效电阻值，进行无差拍预测处理，得到无差拍预测占空比；根据无差拍预测占空比，控制开关管的开关控制量。该方案，通过采用分数阶电感、且采用PID控制器和预测无差拍控制器进行双环控制，能够提升开关转换器如Buck转换器的可靠性和稳定性。Buck转换器的可靠性和稳定性。Buck转换器的可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
Buck转换器的控制方法、装置、开关电源和存储介质


[0001]本专利技术属于开关电源
，具体涉及一种Buck转换器的控制方法、装置、开关电源和存储介质，尤其涉及一种Buck转换器的V2预测无差拍控制方法、装置、开关电源和存储介质。

技术介绍

[0002]相关方案中，无差拍控制技术须依靠系统的精确建模；然而，对于开关转换器如Buck转换器(即降压转换器)，寄生参数的存在使系统难以精确建模。所以，开关转换器如Buck转换器无法使用无差拍控制技术来提升开关转换器如Buck转换器的控制精确性。
[0003]另外，基于分数阶微积分理论建立的电感和电容模型更能反映电感和电容模型的电特性，以往用来描述电感和电容的电特性的整数阶模型是不够准确的甚至可能是错误的。然而，电感和电容又是开关功率变换器(即开关转换器，如Buck转换器)电路中不可或缺的电子器件。以往对开关功率变换器(即开关转换器，如Buck转换器)的模型研究都是建立在电感和电容是整数阶基础上的，显然这与其分数阶的本质是相违背的，是不科学的，这不能准确的反映开关功率变换器的动力学特性甚至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Buck转换器的控制方法，其特征在于，所述Buck转换器，包括：开关管、电感和电容；所述Buck转换器的电感，是采用分数阶系统建模、并利用Oustaloup滤波器逼近的方式设计得到的分数阶电感；所述Buck转换器的控制方法，包括：获取所述Buck转换器的给定参考电压；获取所述Buck转换器的分数阶电感的电感值，记为分数阶电感值；并获取所述Buck转换器的电容的等效串联电阻的阻值，记为电容等效电阻值；获取所述Buck转换器的输入电压的采样值，并获取所述Buck转换器的输出电压的采样值；采用预先设置的PID控制器，根据所述Buck转换器的给定参考电压、以及所述Buck转换器的输出电压的采样值进行PID处理，得到控制电压；采用所述预测无差拍控制器，根据所述Buck转换器的输入电压的采样值、所述Buck转换器的输出电压的采样值、所述控制电压，以及所述分数阶电感值和所述电容等效电阻值，进行无差拍预测处理，得到无差拍预测占空比；根据所述无差拍预测占空比，控制所述Buck转换器的开关管的开关控制量。2.根据权利要求1所述的Buck转换器的控制方法，其特征在于，所述Buck转换器的分数阶电感，包括：串联设置的n个分数阶子电感单元，n为正整数；每个所述分数阶子电感单元，包括：并联设置的电阻模块和电感模块。3.根据权利要求1或2所述的Buck转换器的控制方法，其特征在于，所述Buck转换器的输入电压的采样值，为所述Buck转换器在当前周期的输入电压的采样值；所述Buck转换器的输出电压的采样值，为所述Buck转换器在当前周期的输出电压的采样值；采用所述预测无差拍控制器，根据所述Buck转换器的输入电压的采样值、所述Buck转换器的输出电压的采样值、所述控制电压，以及所述分数阶电感值和所述电容等效电阻值，进行无差拍预测处理，得到无差拍预测占空比，包括：采用预先设置的预测无差拍控制器，调用所述Buck转换器在上一周期的输出电压的采样值；并调用所述Buck转换器的开关管在上一周期的占空比；采用预先设置的预测无差拍控制器，将所述Buck转换器在当前周期的输出电压的采样值的2倍，与所述Buck转换器在上一周期的输出电压的采样值的差值，确定为所述Buck转换器在当前周期的预测电压；采用所述预测无差拍控制器，根据所述Buck转换器在当前周期的输入电压的采样值、所述Buck转换器在当前周期的输出电压的采样值、以及所述分数阶电感值，确定所述Buck转换器的输出电压的采样值的上升斜率和下降斜率绝对值；采用所述预测无差拍控制器，根据所述Buck转换器在当前周期的输出电压的采样值的上升斜率和下降斜率绝对值，确定所述Buck转换器在当前周期结束时刻的输出电压，k为正整数；采用所述预测无差拍控制器，将所述分数阶电感值与所述Buck转换器的输入电压的采样值、所述当前周期的时长和所述电容等效电阻值的乘积的比值，再与所述Buck转换器在当前周期结束时刻的输出电压的采样值、以及所述Buck转换器在当前周期的预测电压的差值的乘积，确定为所述Buck转换器在当前周期的补偿占空比；
采用所述预测无差拍控制器，将所述Buck转换器的开关管在上一周期的占空比、以及所述Buck转换器在当前周期的补偿占空比之和，确定为所述Buck转换器在当前周期的预测无差拍占空比。4.根据权利要求1至3中任一项所述的Buck转换器的控制方法，其特征在于，根据所述无差拍预测占空比，控制所述Buck转换器的开关管的开关控制量，包括：根据所述无差拍预测占空比，确定所述Buck转换器的开关管的驱动信号；控制所述Buck转换器的开关管按确定得到的所述驱动信号工作；确定所述Buck转换器在当前周期的输出电压的采样值是否与所述Buck转换器的给定参考电压相等；若确定所述Buck转换器在当前周期的输出电压的采样值与所述Buck转换器的给定参考电压相等，则继续控制所述Buck转换器的开关管按确定得到的所述驱动信号工作，以实现对所述Buck转换器的开关管的开关控制量的控制；若确定所述Buck转换器在当前周期的输出电压的采样值与所述Buck转换器的给定参考电压不相等，则返回，以重新得到新的所述Buck转换器的无差拍预测占空比；进而，根据新的所述Buck转换器的无差拍预测占空比，控制所述Buck转换器的开关管的开关控制量，以实现对所述Buck转换器的开关管的开关控制量的控制。5.一种Buck转换器的控制装置，其特征在于，所述Buck转换器，包括：开关管、电感和电容；所述Buck转换器的电感，是采用分数阶系统建模、并利用Oustaloup滤波器逼近的方式设计得到的分数阶电感；...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍星星，宋蒙恩，魏兵戌，郭立星，翟志伟，刘蓝田，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：