【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微电网，具体涉及一种dc-dc转换器模型及其控制方法。
技术介绍
1、可再生能源能够与直流微电网很好的接口，并用于各种特殊场合，例如偏远地区的直流微电网，可以结合光伏发电、风力发电等实现地区的专门供电。对于直流微电网来说，母线电压的调节和稳定尤为重要，保证直流端口的稳定输出，有利于设备正常运行和延长使用寿命。另外，在直流微电网中，存储系统和可再生能源一直作为可调度单元，为直流母线提供电压稳定。在直流微电网一些稳定性研究中，小信号稳定性也被称为动态稳定性或稳态稳定性，对理解系统状态对小扰动的行为起着重要作用。例如恒功率负载下，直流微电网容易发生不稳定，系统可以通过滤波、减载等技术，配合适当的控制方法来解决。另外还可以并行下垂控制，做小信号模型分析研究。大信号研究主要针对瞬态分析或故障分析，它主要采用非线性数学方法来理解大扰动时的系统行为。针对直流微电网中转换器的恒阻抗、恒功率、恒流等各种负载，可以采用限流下垂控制器，保证闭环的稳定性。但是这种基于电流限制的控制器的主要缺点是控制器在瞬态期间不能工作，因为它们是基于饱和的，由于积分器缠绕这样的问题，积分控制动作超过了控制元件的饱和极限。
2、专利公开号为cn108574411a，名称为双向dc/dc功率变换器双端口稳定控制方法及其控制电路的专利申请，控制电路的控制器提供pwm控制信号，控制驱动电路驱动开关管功率电路中相应的mos管开通和关断，再经过直流母线侧滤波电路在直流母线侧电容c两端形成一定稳定精度的直流母线电压vbus；控制器对驱动电路的控制包括：储能
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种dc-dc转换器及其控制方法，能够根据直流母线电压的波动和滤波电路的状态信号控制开关电路，以此控制dc-dc转换器的电压、电流和功率，保证闭环稳定和功率共享。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种dc-dc转换器模型，包括：滤波电容cf以及相互串联的直流稳压源vd，功率开关管s1，滤波电感lf和输出电感lo，所述直流稳压源vd的正极和负极分别与直流母线vdc的正极和负极连接，所述滤波电容cf的一端连接在所述输出电感lo与所述滤波电感lf之间，另一端与所述直流稳压源vd的负极连接；
4、其中，所述功率开关管s1连接有控制电路，所述控制电路包括：乘法控制器，低通滤波器，下垂控制器，第一比例控制器，第一pi控制器，第二比例控制器，以及pwm控制器；所述乘法控制器能够计算出转换器的输出电流io与滤波电容cf的电压vo之间的乘积；所述低通滤波器能够将所述乘法控制器的结果进行滤波并发送至所述下垂控制器；所述下垂控制器能够根据所述低通滤波器的结果pdc发送至第一比例控制器；所述第一比例控制器能够将直流母线电压vdc与输出信号pdc、滤波电容cf的电压vo作差，输出控制信号pdc*，所述第一pi控制器将输出控制信号pdc*发送至第二比例控制器，所述第二比例控制器能够将输出控制信号pdc*与输出电流io相加，并与滤波器电感lf的电流iv作差得到控制信号vt，所述第二pi控制器能够将控制信号vt发送至pwm控制器，所述pwm控制器能够控制所述功率开关管s1。
5、可选的，所述功率开关管s1的漏极与直流稳压源vd的正极相连，所述功率开关管s1的源极与滤波电容cf的第一端相连；所述直流稳压源vd的负极与滤波电容cf的第二端相连；所述滤波电感lf的第一端与功率开关管s1的源极相连；所述滤波电阻rf的第一端与滤波电感lf的第二端相连，所述滤波电阻rf的第二端与滤波电容cf的第一端、输出电感lo的第一端相连；所述输出电感lo的第二端与直流母线vdc的正极相连。
6、可选的，还包括输出电阻ro，所述输出电阻ro的第一端与所述滤波电容cf的第一端、输出电感lo的第二端相连，所述输出电阻ro的第二端与直流母线vdc的正极相连。
7、可选的，还包括直流二极管dd和滤波电阻rf，所述直流二极管dd的负极与滤波电感lf的第一端相连，所述直流二极管dd的正极与所述直流稳压源vd的负极相连；所述滤波电阻rf的第一端与滤波电感lf的第二端相连，第二端与滤波电容cf的第一端、输出电感lo的第一端相连。
8、可选的，所述功率开关管s1采用mosfet管。
9、可选的，所述低通滤波器截止频率为ωf，其传递函数为
10、可选的，所述第一pi控制器传递函数为其中kpv为第一pi控制器的比例，kiv为第一pi控制器的积分增益。
11、可选的，所述第二pi控制器传递函数为其中kpc为第一pi控制器的比例，kic为第二pi控制器的积分增益。
12、可选的，所述pwm控制器与所述功率开关管s1的栅极相连。
13、所述的一种dc-dc转换器模型的控制方法，包括以下步骤：
14、通过所述乘法控制器计算出转换器的输出电流io与滤波电容cf的电压vo之间的乘积；将输出电流io与滤波电容cf的电压vo之间的乘积通过所述低通滤波器进行滤波并将结果发送至所述下垂控制器；通过所述下垂控制器对所述低通滤波器的结果进行处理并输出结果为pdc；通过所述第一比例控制器将直流母线电压vdc与输出信号pdc、滤波电容cf的电压vo作差，输出控制信号pdc*；通过所述第一pi控制器将输出控制信号pdc*发送至第二比例控制器，通过所述第二比例控制器能够将输出控制信号pdc*与输出电流io相加，并与滤波器电感lf的电流iv作差得到控制信号vt；通过所述第二pi控制器将控制信号vt发送至pwm控制器，通过所述pwm控制器控制所述功率开关管s1。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
16、本专利技术公开的一种dc-dc转换器模型及其控制方法，其dc-dc转换器包括开关电路、控制电路和滤波电路，其输入端认为是恒压直流源，输出接入直流电压母线。控制电路有四个输入状态量，分别来自直流母线电压、滤波电容电压、转换器输出电流和滤波器电感电流，输出只有一个量，对应连接功率开关管，从而控制直流稳压源的输出。另外，本专利技术针对控制电路建立了小信号模型，并将其分为功率控制、电压控制和电流控制，能够根据直流母线电压的波动和滤波电路的状态信号控制开关电路，以此控制dc-dc转换器的电压、电流和功率，保证闭环稳定和功率共享。
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1.一种DC-DC转换器模型，其特征在于，包括：滤波电容Cf以及相互串联的直流稳压源Vd，功率开关管S1，滤波电感Lf和输出电感Lo，所述直流稳压源Vd的正极和负极分别与直流母线Vdc的正极和负极连接，所述滤波电容Cf的一端连接在所述输出电感Lo与所述滤波电感Lf之间，另一端与所述直流稳压源Vd的负极连接；
2.根据权利要求1所述的一种DC-DC转换器模型，其特征在于，所述功率开关管S1的漏极与直流稳压源Vd的正极相连，所述功率开关管S1的源极与滤波电容Cf的第一端相连；所述直流稳压源Vd的负极与滤波电容Cf的第二端相连；所述滤波电感Lf的第一端与功率开关管S1的源极相连；所述滤波电阻Rf的第一端与滤波电感Lf的第二端相连，所述滤波电阻Rf的第二端与滤波电容Cf的第一端、输出电感Lo的第一端相连；所述输出电感Lo的第二端与直流母线Vdc的正极相连。
3.根据权利要求2所述的一种DC-DC转换器模型，其特征在于，还包括输出电阻Ro，所述输出电阻Ro的第一端与所述滤波电容Cf的第一端、输出电感Lo的第二端相连，所述输出电阻Ro的第二端与直流母线Vdc的正极相连
4.根据权利要求3所述的一种DC-DC转换器模型，其特征在于，还包括直流二极管Dd和滤波电阻Rf，所述直流二极管Dd的负极与滤波电感Lf的第一端相连，所述直流二极管Dd的正极与所述直流稳压源Vd的负极相连；所述滤波电阻Rf的第一端与滤波电感Lf的第二端相连，第二端与滤波电容Cf的第一端、输出电感Lo的第一端相连。
5.根据权利要求1所述的一种DC-DC转换器模型，其特征在于，所述功率开关管S1采用MOSFET管。
6.根据权利要求1所述的一种DC-DC转换器模型，其特征在于，所述低通滤波器截止频率为ωf，其传递函数为
7.根据权利要求1所述的一种DC-DC转换器模型，其特征在于，所述第一PI控制器传递函数为其中Kpv为第一PI控制器的比例，Kiv为第一PI控制器的积分增益。
8.根据权利要求1所述的一种DC-DC转换器模型，其特征在于，所述第二PI控制器传递函数为其中Kpc为第一PI控制器的比例，Kic为第二PI控制器的积分增益。
9.根据权利要求1所述的一种DC-DC转换器模型，其特征在于，所述PWM控制器与所述功率开关管S1的栅极相连。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种DC-DC转换器模型的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种dc-dc转换器模型，其特征在于，包括：滤波电容cf以及相互串联的直流稳压源vd，功率开关管s1，滤波电感lf和输出电感lo，所述直流稳压源vd的正极和负极分别与直流母线vdc的正极和负极连接，所述滤波电容cf的一端连接在所述输出电感lo与所述滤波电感lf之间，另一端与所述直流稳压源vd的负极连接；
2.根据权利要求1所述的一种dc-dc转换器模型，其特征在于，所述功率开关管s1的漏极与直流稳压源vd的正极相连，所述功率开关管s1的源极与滤波电容cf的第一端相连；所述直流稳压源vd的负极与滤波电容cf的第二端相连；所述滤波电感lf的第一端与功率开关管s1的源极相连；所述滤波电阻rf的第一端与滤波电感lf的第二端相连，所述滤波电阻rf的第二端与滤波电容cf的第一端、输出电感lo的第一端相连；所述输出电感lo的第二端与直流母线vdc的正极相连。
3.根据权利要求2所述的一种dc-dc转换器模型，其特征在于，还包括输出电阻ro，所述输出电阻ro的第一端与所述滤波电容cf的第一端、输出电感lo的第二端相连，所述输出电阻ro的第二端与直流母线vdc的正极相连。
4.根据权利要求3所述的一种dc-dc转换器模型，其特征在...
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