【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及dc/dc諧振變換器，特別是涉及一種lcc變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法。
技術(shù)介紹
1、為了實(shí)現(xiàn)最優(yōu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)，現(xiàn)有技術(shù)難以在短時(shí)間內(nèi)根據(jù)負(fù)載情況得到任意目標(biāo)點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)以及對(duì)應(yīng)的工作頻率，使得狀態(tài)軌跡的應(yīng)用受到了嚴(yán)重的限制。如果在負(fù)載突變后的一個(gè)或幾個(gè)周期內(nèi)，主控制器能夠獲得lcc變換器新?tīng)顟B(tài)下的穩(wěn)態(tài)工作頻率，就可以大大提高變換器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。各種非線性控制和先進(jìn)控制算法，也可以進(jìn)一步應(yīng)用到lcc變換器中來(lái)。目前已建立的lcc變換器的精準(zhǔn)時(shí)間模型，由于lcc變換器中有三個(gè)諧振原件且lcc變換器的非線性特征，使得模型過(guò)于復(fù)雜，通用控制器無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)求解。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，還提出了一種根據(jù)負(fù)載電流計(jì)算對(duì)應(yīng)lcc變換器穩(wěn)態(tài)狀態(tài)諧振電流均方根值的方法。在此基礎(chǔ)上，新的目標(biāo)狀態(tài)一個(gè)周期就可以得到。但該方法只適用于工作在諧振頻率點(diǎn)上的llc變換器。另一個(gè)工作給出了平均模型用來(lái)描述lcc變換器的狀態(tài)，此方法模型簡(jiǎn)單且可以用通用控制器求解。但只適用工作在諧振頻率點(diǎn)的lcc變換器。上述方法存在幾個(gè)問(wèn)題，一方面因?yàn)閘cc變換器本身的增益非線性特點(diǎn)，想要通過(guò)查表方式準(zhǔn)確描述變換器的特征，需要存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，這會(huì)極大的占用控制器的資源；另一方面當(dāng)電路參數(shù)發(fā)生改變時(shí)，需要再次大規(guī)模的仿真建立新表，靈活性差且模型適配性差。最后，因?yàn)椴皇腔谀Ｐ徒⒌念A(yù)測(cè)方式，無(wú)法與機(jī)器學(xué)習(xí)、預(yù)測(cè)控制等先進(jìn)算法相結(jié)合。
3、例如，現(xiàn)有技術(shù)中，提出的公開(kāi)號(hào)為cn113346728a，公開(kāi)日為2021年09月03日的中國(guó)專(zhuān)利技術(shù)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提出了一種lcc變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，在電路狀態(tài)或者電路參數(shù)(包括負(fù)載)發(fā)生變化時(shí)，可以快速預(yù)測(cè)lcc變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率近似值，使得基于該穩(wěn)態(tài)工作頻率近似值的狀態(tài)軌跡模型更加精準(zhǔn)。
2、本專(zhuān)利技術(shù)是通過(guò)采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
3、一種lcc變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：
4、步驟s1.實(shí)時(shí)采集lcc變換器的參數(shù)；
5、步驟s2.建立穩(wěn)態(tài)工作頻率預(yù)測(cè)模型；
6、步驟s3.基于步驟s1中采集的參數(shù)確定負(fù)載范圍；
7、步驟s4.基于負(fù)載范圍，確定lcc變換器最大頻率初始值和最小頻率初始值；
8、步驟s5.基于最大頻率初始值、最小頻率初始值以及穩(wěn)態(tài)工作頻率預(yù)測(cè)模型，通過(guò)分段線形近似法以及兩點(diǎn)法，確定lcc變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率近似值。
9、所述參數(shù)包括lcc變換器輸入電壓vin、lcc變換器輸出電壓vo、lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r、lcc變換器串聯(lián)電容cr、lcc變換器并聯(lián)電容cp、lcc變換器輸出電流io以及l(fā)cc變換器的變壓器變比n。
10、步驟s2中穩(wěn)態(tài)工作頻率預(yù)測(cè)模型為近似線性化的f(fsw)函數(shù)：
11、
12、式中，為第一模態(tài)下的時(shí)間，為第二模態(tài)下的時(shí)間，為第三模態(tài)下的時(shí)間，fsw為穩(wěn)態(tài)工作頻率；所述第一模態(tài)指諧振階段二極管關(guān)閉，lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r、lcc變換器串聯(lián)電容cr和lcc變換器并聯(lián)電容cp參與諧振的模態(tài)；第二模態(tài)指諧振階段二極管d1和d4始終保持導(dǎo)通，lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r和lcc變換器串聯(lián)電容cr參與諧振的模態(tài)；第三模態(tài)指諧振階段二極管d2和d3始終保持導(dǎo)通，lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)k和lcc變換器串聯(lián)電容cr參與諧振的模態(tài)。
13、步驟s5中l(wèi)cc變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率近似值的確定方法為：
14、
15、式中，fswtarget為lcc變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率近似值，fsw1為最小頻率初始值，f(fsw1)為穩(wěn)態(tài)工作頻率最小值，f(fsw0)為穩(wěn)態(tài)工作頻率最大值，fsw0為最大頻率初始值。
16、步驟s5具體包括以下步驟：
17、步驟s51.分別將最大頻率初始值fsw0和最小頻率初始值fsw1輸入穩(wěn)態(tài)工作頻率預(yù)測(cè)模型，獲得穩(wěn)態(tài)工作頻率最大值f(fsw0)和穩(wěn)態(tài)工作頻率最小值f(fsw1)；
18、步驟s52.得到穩(wěn)態(tài)工作頻率預(yù)測(cè)模型f(fsw)的近似線形函數(shù)f1(fsw)：
19、
20、步驟s53.當(dāng)近似線形函數(shù)f1(fsw)的函數(shù)值等于零時(shí)，求解lcc變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率近似值fswtarget：
21、
22、第一模態(tài)下的時(shí)間的計(jì)算方法為：
23、
24、式中，vcpnt2是lcc變換器并聯(lián)電容cp在t2時(shí)刻下的電壓，vcpnt1是lcc變換器并聯(lián)電容cp在t1時(shí)刻下的電壓；t1時(shí)刻代表lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r、lcc變換器串聯(lián)電容cr和lcc變換器并聯(lián)電容cp參與諧振，t2時(shí)刻代表lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r、lcc變換器串聯(lián)電容cr和lcc變換器并聯(lián)電容cp諧振穩(wěn)態(tài)。
25、第二模態(tài)下的時(shí)間的計(jì)算方法為：
26、
27、式中，vcpnt2是lcc變換器并聯(lián)電容cp在t2時(shí)刻下的電壓，vcp2t3是lcc變換器并聯(lián)電容cp在t3時(shí)刻下的電壓，vcpnt4是lcc變換器并聯(lián)電容cp在t4時(shí)刻下的電壓；γ為模態(tài)下的半徑值；t2時(shí)刻代表lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r、lcc變換器串聯(lián)電容cr和lcc變換器并聯(lián)電容cp諧振穩(wěn)態(tài)，t3時(shí)刻代表lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r和lcc變換器串聯(lián)電容cr參與諧振。
28、第三模態(tài)下的時(shí)間的計(jì)算方法為：
29、
30、式中，vcpnt3是lcc變換器并聯(lián)電容cp在t3時(shí)刻下的電壓，vcpnt4是lcc變換器并聯(lián)電容cp在t4時(shí)刻下的電壓；t3時(shí)刻代表lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r和lcc變換器串聯(lián)電容cr參與諧振，t4時(shí)刻代表lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r和lcc變換器串聯(lián)電容cr諧振穩(wěn)態(tài)。
31、lcc變換器并聯(lián)電容cp在t1、t2、t3和t4時(shí)刻下的電壓分別為：
32、
33、式中，vcpnt1是lcc變換器并聯(lián)電容cp在t1時(shí)刻下的電壓，vcpnt2是lcc變換器并聯(lián)電容cp在t2時(shí)刻下的電壓，vcpnt3是lcc變換器并聯(lián)電容cp在t3時(shí)刻下的電壓，vcpnt4是lcc變換器并聯(lián)電容cp在t4時(shí)刻下的電壓；t1時(shí)刻代表lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r、lcc變換器串聯(lián)電容cr和lcc變換器并聯(lián)電容cp參與諧振，t2時(shí)刻代表lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r、lcc變換器串聯(lián)電容cr和lcc變換器并聯(lián)電容cp諧振穩(wěn)態(tài)；t3時(shí)刻代表lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r和lcc變換器串聯(lián)電容cr參與諧振，t4時(shí)刻代表lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r和lcc變換器串聯(lián)電容cr諧振穩(wěn)態(tài)；vo為lcc變換器輸出電壓，n為lcc變換器的變壓器變比，io為lcc變換器輸出電流，vin為l本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種LCC變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LCC變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述參數(shù)包括LCC變換器輸入電壓Vin、LCC變換器輸出電壓Vo、LCC變換器串聯(lián)電感Lr、LCC變換器串聯(lián)電容Cr、LCC變換器并聯(lián)電容Cp、LCC變換器輸出電流Io以及LCC變換器的變壓器變比n。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LCC變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于：步驟S2中穩(wěn)態(tài)工作頻率預(yù)測(cè)模型為近似線性化的f(fsw)函數(shù)：
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種LCC變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于：步驟S5中LCC變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率近似值的確定方法為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種LCC變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于：步驟S5具體包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種LCC變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于：第一模態(tài)下的時(shí)間的計(jì)算方法為：
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種LCC變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種LCC變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于：第三模態(tài)下的時(shí)間的計(jì)算方法為：
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種LCC變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于：LCC變換器并聯(lián)電容Cp在t1、t2、t3和t4時(shí)刻下的電壓分別為：
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種LCC變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述負(fù)載范圍包括輕載、中載和重載。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種lcc變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種lcc變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于：所述參數(shù)包括lcc變換器輸入電壓vin、lcc變換器輸出電壓vo、lcc變換器串聯(lián)電感l(wèi)r、lcc變換器串聯(lián)電容cr、lcc變換器并聯(lián)電容cp、lcc變換器輸出電流io以及l(fā)cc變換器的變壓器變比n。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種lcc變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于：步驟s2中穩(wěn)態(tài)工作頻率預(yù)測(cè)模型為近似線性化的f(fsw)函數(shù)：
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種lcc變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率的快速預(yù)測(cè)方法，其特征在于：步驟s5中l(wèi)cc變換器穩(wěn)態(tài)工作頻率近似值的確定方法為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種lcc變換器...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：武春風(fēng)，李良廣，李陽(yáng)，喬洪濤，馬高育，郭川，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：航天科工微電子系統(tǒng)研究院有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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