升降压控制方法、函数关系搭建方法、处理器及驱动电路技术

本发明专利技术公开一种升降压控制方法、函数关系搭建方法、处理器及驱动电路。其中，该升降压控制方法包括：采集直流母线电压和电感电流；根据所述电感电流计算直流输入电压；根据所述直流输入电压和所述直流母线电压确定所述开关管的占空比，并控制所述开关管按照所述占空比运行，实现升降压操作。通过本发明专利技术，能够简化电路结构，同时节约成本。同时节约成本。同时节约成本。

【技术实现步骤摘要】
升降压控制方法、函数关系搭建方法、处理器及驱动电路


[0001]本专利技术涉及电子电力
，具体而言，涉及一种升降压控制方法、函数关系搭建方法、处理器及驱动电路。

技术介绍

[0002]在现代变频驱动控制电路中常采用升压型有源功率因数校正技术(PFC)使输入电流波形接近正弦波并且与直流输入电压同相位，进而达到功率因数校正的目的。图1为现有技术中的一种驱动电路，如图1所示，通过电感和开关管构成Boost升压电路调节负载两端电压，然而考虑到控制系统后端负载电机的铁损、铜损等涡流损耗，升压型功率因数校正电路在保证母线电压维持在较高水准的同时也会影响到电机的输出效率。为解决这一问题，Buck
‑
Boost驱动系统应运而生，图2为现有技术中的另一种驱动电路，该驱动电路能够实现低转速时在低母线电压下运行，进而提高系统能效。
[0003]为了使得Buck
‑
Boost驱动电路能够根据负载的电压变化自适应地调节输出电压，通常需要软件对其进行实时闭环控制。在对Buck
‑
Boost驱动系统采用双环控制时，需要对其直流输入电压信号和负载两端的电压信号进行实时采样，但采样传感器的增加，会导致电路的结构变得复杂，且提高成本。
[0004]针对现有技术中的驱动电路使用的采样传感器较多，导致电路的结构复杂的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例中提供一种升降压控制方法、函数关系搭建方法、处理器及驱动电路，以解决现有技术中驱动电路使用的采样传感器较多，导致电路的结构复杂的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种升降压控制方法，应用于驱动电路，所述驱动电路中包括电感和开关管，该升降压控制方法包括：
[0007]采集直流母线电压和电感电流；
[0008]根据所述电感电流计算直流输入电压；
[0009]根据所述直流输入电压和所述直流母线电压确定所述开关管的占空比，并控制所述开关管按照所述占空比运行，实现升降压操作。
[0010]进一步地，根据所述电感电流计算直流输入电压，包括：
[0011]基于所述直流输入电压与所述电感电流的函数关系，根据所述电感电流计算直流输入电压；其中，预设有所述直流输入电压与所述电感电流的函数关系。
[0012]进一步地，预设有所述直流输入电压与所述电感电流的函数关系，包括：
[0013]基于电感电流和直流输入电压构建状态变量；
[0014]基于所述状态变量构建龙伯格状态观测方程；
[0015]确定所述龙伯格状态观测方程中的第一系数矩阵、第二系数矩阵和第三系数矩阵，获得直流输入电压与电感电流计的函数关系。
[0016]进一步地，确定所述龙伯格状态观测方程中的第一系数矩阵、第二系数矩阵和第三系数矩阵，包括：
[0017]基于所述龙伯格状态观测方程确定复频域方程；
[0018]根据初始状态下，直流输入电压与电感电流的函数关系确定第一系数矩阵；其中，在初始状态下，所述开关管导通；
[0019]根据初始状态下的电感电流确定第二系数矩阵；
[0020]将所述第一系数矩阵、所述第二系数矩阵和观测截止频率带入所述复频域方程，获得第三系数矩阵。
[0021]进一步地，根据所述直流输入电压和所述直流母线电压确定所述开关管的占空比，所依据的公式为：
[0022][0023]其中，D为所述占空比，u
c
为直流母线电压，为直流输入电压。
[0024]本专利技术还提供一种函数关系搭建方法，该函数关系搭建方法包括：
[0025]基于电感电流和直流输入电压构建状态变量；
[0026]基于所述状态变量构建龙伯格状态观测方程；
[0027]确定所述龙伯格状态观测方程中的第一系数矩阵、第二系数矩阵和第三系数矩阵，获得直流输入电压与电感电流计的函数关系。
[0028]进一步地，所述状态变量其中，为电感电流，为直流输入电压。
[0029]进一步地，所述龙伯格状态观测方程为：
[0030][0031]其中，为状态变量，为状态变量的导数，A为第一系数矩阵，C为第二系数矩阵，G为第三系数矩阵，y为已知量，y＝电感电流G为第三系数矩阵，y为已知量，y＝电感电流G为第三系数矩阵，y为已知量，y＝电感电流为状态变量的误差量，x为前一时刻的状态变量值。
[0032]进一步地，确定所述龙伯格状态观测方程中的第一系数矩阵、第二系数矩阵和第三系数矩阵，包括：
[0033]基于所述龙伯格状态观测方程确定复频域方程；
[0034]根据初始状态下，直流输入电压与电感电流的函数关系确定第一系数矩阵；其中，在初始状态下，开关管处于导通状态；
[0035]根据初始状态下的电感电流确定第二系数矩阵；
[0036]将所述第一系数矩阵、所述第二系数矩阵和观测截止频率带入所述复频域方程，获得第三系数矩阵。
[0037]进一步地，所述复频域方程为：
[0038][0039]其中，为状态变量的误差量的复频域模型，s为拉普拉斯算子，I为单位矩
阵，阵，为初始状态下状态变量的误差量，A为第一系数矩阵，C为第二系数矩阵，G为第三系数矩阵。
[0040]进一步地，所述直流输入电压与所述电感电流计的函数关系为：
[0041][0042]其中，为直流输入电压，L为所述驱动电路中电感的感值，ω
n
为观测截止频率，i
L
(n)为当前采集的电感电流，i
L
(n
‑
1)为前一次采集的电感电流，n为已完成的电感电流采集次数。
[0043]本专利技术还提供一种升降压控制处理器，用于实现上述升降压控制方法，该升降压控制处理器包括：
[0044]采样模块，用于采集直流母线电压和电感电流；
[0045]计算模块，用于根据所述电感电流计算直流输入电压；
[0046]数字信号处理器DSP，用于根据所述直流输入电压和所述直流母线电压确定所述开关管的占空比，并控制所述开关管按照所述占空比运行，实现升降压操作。
[0047]本专利技术还提供一种函数关系搭建处理器，用于实现上述函数关系搭建方法，该函数关系搭建处理器包括：
[0048]矩阵构建模块，用于基于电感电流和直流输入电压构建状态变量；
[0049]方程构建模块，用于基于所述状态变量构建龙伯格状态观测方程；其中，所述龙伯格状态观测方程中包括第一系数矩阵、第二系数矩阵和第三系数矩阵；
[0050]确定模块，用于确定第一系数矩阵、第二系数矩阵和第三系数矩阵，获得直流输入电压与电感电流计的函数关系。
[0051]本专利技术还提供一种驱动电路，所述驱动电路包括上述升降压控制处理器。
[0052]进一步地，所述驱动电路还上述函数关系搭建处理器。
[0053]本专利技术还提供一种用电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种升降压控制方法，应用于驱动电路，其中，所述驱动电路中包括电感和开关管，其特征在于，所述升降压控制方法包括：采集直流母线电压和电感电流；根据所述电感电流计算直流输入电压；根据所述直流输入电压和所述直流母线电压确定所述开关管的占空比，并控制所述开关管按照所述占空比运行，实现升降压操作。2.根据权利要求1所述的升降压控制方法，其特征在于，根据所述电感电流计算直流输入电压，包括：根据所述电感电流计算直流输入电压；其中，预设有所述直流输入电压与所述电感电流的函数关系。3.根据权利要求2所述的升降压控制方法，其特征在于，预设有所述直流输入电压与所述电感电流的函数关系，包括：基于电感电流和直流输入电压构建状态变量；基于所述状态变量构建龙伯格状态观测方程；确定所述龙伯格状态观测方程中的第一系数矩阵、第二系数矩阵和第三系数矩阵，获得直流输入电压与电感电流计的函数关系。4.根据权利要求3所述的升降压控制方法，其特征在于，确定所述龙伯格状态观测方程中的第一系数矩阵、第二系数矩阵和第三系数矩阵，包括：基于所述龙伯格状态观测方程确定复频域方程；根据初始状态下，直流输入电压与电感电流的函数关系确定第一系数矩阵；其中，在初始状态下所述开关管导通；根据初始状态下的电感电流确定第二系数矩阵；将所述第一系数矩阵、所述第二系数矩阵和观测截止频率带入所述复频域方程，获得第三系数矩阵。5.根据权利要求3所述的升降压控制方法，其特征在于，根据所述直流输入电压和所述直流母线电压确定所述开关管的占空比，所依据的公式为：其中，D为所述占空比，u
c
为直流母线电压，为直流输入电压。6.一种函数关系搭建方法，其特征在于，所述函数关系搭建方法包括：基于电感电流和直流输入电压构建状态变量；基于所述状态变量构建龙伯格状态观测方程；确定所述龙伯格状态观测方程中的第一系数矩阵、第二系数矩阵和第三系数矩阵，获得直流输入电压与电感电流计的函数关系。7.根据权利要求6所述的函数关系搭建方法，其特征在于，所述状态变量其中，为电感电流，为直流输入电压。8.根据权利要求7所述的函数关系搭建方法，其特征在于，所述龙伯格状态观测方程
为：其中，为状态变量，为状态变量的导数，A为第一系数矩阵，C为第二系数矩阵，G为第三系数矩阵，y为已知量，y＝电感电流第三系数矩阵，y为已知量，y＝电感电流第三系数矩阵，y为已知量，y＝电感电流为状态变量的误差量，x为前一时刻的状态变量值。9.根据权利要求6所述的函数关系搭建方法，其特征在于，确定所述龙伯格状态观测方程中的第一系数矩阵、第二系数矩阵和第三系数矩阵，包括：基于所述龙伯格状态观测方程确...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯辉，李洋，许烁，
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：