谐振变换器前馈控制方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及谐振变换器调控技术领域，尤其涉及一种谐振变换器前馈控制方法、装置、电子设备及存储介质，本发明专利技术方法首先获取谐振变换器的小信号模型以及谐振变换器中多个元件的参数；然后根据所述谐振变换器的小信号模型以及所述多个元件的参数构建传递函数；接着在谐振变换器的输出反馈控制回路中选择输入扰动馈入节点；最后根据所述传递函数以及所述馈入节点到输出节点之间的传递函数构建输入电压前馈传递函数，并根据所述前馈传递函数将输入电压馈入到所述馈入节点中。本发明专利技术实施方式提供的CLLLC谐振变换器加入了输入电压前馈控制，输出偏差降到最低并且及时得到消除，使输出电压稳定在目标值,提高了变换器的动态响应速度。速度。速度。

【技术实现步骤摘要】
谐振变换器前馈控制方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及谐振变换器调控
，尤其涉及一种谐振变换器前馈控制方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着科技的进步，为了解决能源危机和环境污染问题，人们开始大力提倡绿色环保的理念，推动新能源领域和电气自动化的高速发展，使得双向DC/DC变换器作为不同系统之间或同一系统中的双向接口，可以实现电气隔离、宽升降压比以及控制能量双向传输的功能，从而被广泛应用于如分布式储能系统、新能源发电系统、不间断供电系统，智能电网、电动及混合动力汽车，航空航天电源等领域。
[0003]CLLLC谐振变换器(双向全桥LC谐振变换器)除了能够实现电气隔离和双向传输，还完美地继承了LLC谐振变换器的软开关特性，具有高效率和高功率密度，被广泛应用于各储能系统。
[0004]由于CLLLC谐振变换器的输入和输出之间存在一对电感和一对电容，导致变换器的输入到输出的动态响应速度较慢，而且单纯的反馈控制只有当输出变化时才能启动反馈控制环节，从本质上说是滞后调节。因此，CLLLC谐振变换器输入端输入扰动信号时，在输出端会有一个相应的波动和平抑波动的过程，当扰动较大时，CLLLC谐振变换器的输出会产生一个较大偏差。
[0005]基于此，需要开发设计出一种谐振变换器前馈控制方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施方式提供了一种谐振变换器前馈控制方法、装置、电子设备及存储介质，用于解决现有技术中由于谐振变换器的滞后作用导致输入电压的扰动会对输出电压造成较大影响的问题。
[0007]第一方面，本专利技术实施方式提供了一种谐振变换器前馈控制方法，包括：
[0008]获取谐振变换器的小信号模型以及谐振变换器中多个元件的参数；
[0009]根据所述谐振变换器的小信号模型以及所述多个元件的参数，构建第一传递函数，其中，所述第一传递函数为表征电压扰动输入对输出电压影响的函数；
[0010]在所述谐振变换器的输出反馈控制回路中，选择输入扰动馈入节点，其中，输出电压出现偏差时所述输出反馈控制回路根据输出电压参考值，采用负反馈的方式，稳定谐振变换器的输出电压；
[0011]根据所述第一传递函数以及所述馈入节点到输出节点之间的传递函数，构建输入电压前馈的前馈传递函数，并根据所述前馈传递函数将输入电压馈入到所述馈入节点中。
[0012]在一种可能实现的方式中，所述方法还包括：
[0013]根据所述多个元件的参数以及谐振变换器的拓扑结构，构建谐振变换器的状态方程；
[0014]根据基波构建谐振变换器中谐振电压以及谐振电流的扩展描述函数，其中，所述基波基于谐振元件两端的电压或流过谐振元件的电流波形确定；
[0015]基于谐波平衡法，根据所述扩展描述函数以及所述状态方程，构建大信号模型；
[0016]根据所述大信号模型以及稳态条件下变量的不变性，构建所述小信号模型。
[0017]在一种可能实现的方式中，所述小信号模型为：
[0018][0019]式中，A为系统矩阵，B为控制矩阵，C为输出矩阵，为状态变量，为输入变量，为输出变量。
[0020]在一种可能实现的方式中，所述输出反馈控制回路包括：输出电压偏差控制器、压控振荡器以及调制电路；
[0021]所述输出电压偏差控制器的输出端与所述压控振荡器是输入端电连接，所述压控振荡器的输出端与所述调制电路的输入端电连接；
[0022]所述调制电路根据所述压控振荡器的振荡频率输出电压信号；
[0023]当所述输出电压偏差控制器输入端接收到输出电压与所述输出电压参考值的差值信号时，所述输出电压偏差控制器输出指示所述压控振荡器通过改变振荡频率以消除所述差值的信号。
[0024]在一种可能实现的方式中，所述输入扰动馈入节点为所述压控振荡器的输入端。
[0025]在一种可能实现的方式中，所述馈入节点到输出节点之间包括：压控振荡器以及调制电路，所述压控振荡器的输出端与所述调制电路的输入端电连接；
[0026]所述馈入节点到输出节点之间的传递函数为：
[0027]G
vu
(s)＝
vco
(s)
vf
()
[0028]式中，G
vu
(s)为馈入节点到输出节点之间的传递函数，G
vco
()为压控振荡器的传递函数，G
vf
()为调制电路的传递函数；
[0029]所述前馈传递函数为：
[0030][0031]式中，G
ff
()为前馈传递函数，G
vo_n
()为第一传递函数。
[0032]在一种可能实现的方式中，所述调制电路的传递函数基于所述小信号模型构建，所述调制电路的传递函数为：
[0033][0034]式中，为输出电压的扰动，为振荡频率扰动，S为拉普拉斯算子，I为单位矩阵，A为谐振变换器小信号模型的系统矩阵，B1为调制电路的控制矩阵，C为谐振变换器小信号模型的输出矩阵；
[0035]所述第一传递函数为：
[0036][0037]式中，为输入电压扰动，B2为输入电压扰动的控制矩阵。
[0038]第二方面，本专利技术实施方式提供了一种谐振变换器前馈控制装置，用于实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的谐振变换器前馈控制方法，所述谐振变换器前馈控制装置包括：
[0039]模型获取模块，用于获取谐振变换器的小信号模型以及谐振变换器中多个元件的参数；
[0040]传递函数构建模块，用于根据所述谐振变换器的小信号模型以及所述多个元件的参数，构建第一传递函数，其中，所述第一传递函数为表征电压扰动输入对输出电压影响的函数；
[0041]扰动馈入节点选择模块，用于在所述谐振变换器的输出反馈控制回路中，选择输入扰动馈入节点，其中，输出电压出现偏差时所述输出反馈控制回路根据输出电压参考值，采用负反馈的方式，稳定谐振变换器的输出电压；
[0042]以及，
[0043]电压馈入模块，用于根据所述第一传递函数以及所述馈入节点到输出节点之间的传递函数，构建输入电压前馈的前馈传递函数，并根据所述前馈传递函数将输入电压馈入到所述馈入节点中。
[0044]第三方面，本专利技术实施方式提供了一种电子设备，包括存储器以及处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
[0045]第四方面，本专利技术实施方式提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
[0046]本专利技术实施方式与现有技术相比存在的有益效果是：
[0047]本专利技术实施方式公开的一种谐振变换器前馈控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种谐振变换器前馈控制方法，其特征在于，包括：获取谐振变换器的小信号模型以及谐振变换器中多个元件的参数；根据所述谐振变换器的小信号模型以及所述多个元件的参数，构建第一传递函数，其中，所述第一传递函数为表征电压扰动输入对输出电压影响的函数；在所述谐振变换器的输出反馈控制回路中，选择输入扰动馈入节点，其中，输出电压出现偏差时所述输出反馈控制回路根据输出电压参考值，采用负反馈的方式，稳定谐振变换器的输出电压；根据所述第一传递函数以及所述馈入节点到输出节点之间的传递函数，构建输入电压前馈的前馈传递函数，并根据所述前馈传递函数将输入电压馈入到所述馈入节点中。2.根据权利要求1所述的谐振变换器前馈控制方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述多个元件的参数以及谐振变换器的拓扑结构，构建谐振变换器的状态方程；根据基波构建谐振变换器中谐振电压以及谐振电流的扩展描述函数，其中，所述基波基于谐振元件两端的电压或流过谐振元件的电流波形确定；基于谐波平衡法，根据所述扩展描述函数以及所述状态方程，构建大信号模型；根据所述大信号模型以及稳态条件下变量的不变性，构建所述小信号模型。3.根据权利要求2所述的谐振变换器前馈控制方法，其特征在于，所述小信号模型为：式中，A为系统矩阵，B为控制矩阵，C为输出矩阵，状态变量，为输入变量，为输出变量。4.根据权利要求1所述的谐振变换器前馈控制方法，其特征在于，所述输出反馈控制回路包括：输出电压偏差控制器、压控振荡器以及调制电路；所述输出电压偏差控制器的输出端与所述压控振荡器是输入端电连接，所述压控振荡器的输出端与所述调制电路的输入端电连接；所述调制电路根据所述压控振荡器的振荡频率输出电压信号；当所述输出电压偏差控制器输入端接收到输出电压与所述输出电压参考值的差值信号时，所述输出电压偏差控制器输出指示所述压控振荡器通过改变振荡频率以消除所述差值的信号。5.根据权利要求4所述的谐振变换器前馈控制方法，其特征在于，所述输入扰动馈入节点为所述压控振荡器的输入端。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的谐振变换器前馈控制方法，其特征在于，所述馈入节点到输出节点之间包括：压控振荡器以及调制电路，所述压控振荡器的输出端与所述调制电路的输入端电连接；所述馈入节点到输出节点之间的传递函数为：G
...

【专利技术属性】
技术研发人员：程旭，宋佰超，汉京善，李宁，李嘉颖，高冰，卢景才，李安昌，武川，田志，何明亮，寇马军，李杰，孙杰，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司衡水供电分公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：