[发明专利]基于电压前馈的直流升压变换器控制方法

说明书

本发明提供了一种基于电压前馈的直流升压变换器控制方法，所述控制方法包括以下步骤：检测直流升压变换器的输入电压、输出电压、输入电流和输出电流；计算电压前馈占空比并使用PI闭环算法计算电流占空比；判定电压前馈占空比是否小于设定的最大电压占空比；若判断结果为“是”时，根据电流占空比和电压前馈占空比计算最终占空比；若判断结果为“否”时，根据电流占空比和最大电压占空比计算最终占空比以及基于最终占空比控制直流升压变换器的功率管开关。这种方法的优点在于：在传统的电流PI闭环控制直流升压变换器的基础上增加了电压前馈控制，抑制了燃料电池输出电压大幅波动对电流PI闭环控制的干扰，提高了直流升压变换器的反应速度。

技术领域

本发明涉及一种控制方法，具体而言，涉及一种基于电压前馈的直流升压变换器控制方法。

背景技术

氢燃料电池是一种将氢与氧反应产生的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置，具有发电效率高，环境污染小等优点，因此被广泛应用于汽车领域。但是氢燃料电池输出的电压比较低,需要通过直流升压变换器将电压升高以满足为整车提供动力的需求。直流升压变换器应保证氢燃料电池输出稳定，以保障车辆平稳运行。现有的直流升压变换器均使用电流闭环反馈控制的方法保证氢燃料电池电流稳定平滑的输出。电流闭环反馈控制的核心是电流PI调节。电流PI调节以氢燃料电池的输出电流即直流升压变换器的输入电流作为环路PI调节的对象，在保证氢燃料电池稳定输出电流的同时通过直流升压变换器升高电压输出。这种电流闭环反馈控制在车辆动力电池电压波动范围不大的情况下，有较好的抑制效果和反应速度。

而在车辆行驶过程中，许多外界因素，如路况、车辆制动等，都会对动力电池母线上的电压产生较大的影响，进而造成直流升压变换器的输入电流发生波动。如果动力电池的性能衰减严重，其输出电压的最大波动范围可以达到100V以上，而目前直流升压变换器使用的传统电流PI调节的电流闭环反馈控制在面对动力电池电压波动范围大的情况时，不能及时对输出电压的变化做出反应，导致氢燃料电池无法提供平稳的输出电流。

综上所述，需要提供一种基于电压前馈的直流升压变换器控制方法，其具有抑制能力强，响应速度快的特点。

发明内容

本发明旨在提供一种基于电压前馈的直流升压变换器控制方法，其能够克服现有技术的缺陷。本发明的发明目的通过以下技术方案得以实现。

本发明的一个实施方式提供了一种基于电压前馈的直流升压变换器控制方法,其中所述控制方法包括多个步骤：

步骤1：检测直流升压变换器的输入电压V_in、输出电压V_out，输入电流I_in和输出电流I_out；

步骤2：计算电压前馈占空比D_v，并使用PI闭环算法计算电流占空比D_i；

步骤3：判定电压前馈占空比D_v是否小于设定的最大电压占空比D_max；

步骤4：当步骤3的判断结果为“是”时，根据电流占空比D_i和电压前馈占空比D_v计算最终占空比D；当步骤3的判断结果为“否”时，根据电流占空比D_i和最大电压占空比D_max计算最终占空比D；

步骤5：基于最终占空比D控制直流升压变换器的功率管开关。

根据本发明的上述一个实施方式提供的基于电压前馈的直流升压变换器控制方法，其中所述电压前馈占空比D_v的计算公式为D_v＝(V_out–3.4×V_in)/V_out。

根据本发明的上述一个实施方式提供的基于电压前馈的直流升压变换器控制方法，其中所述电流占空比D_i的计算公式为其中Kp和Ki为预设的常数值，k表示当前检测的次数，e(i)表示第i次检测时目标电流值和输入电流的差值，e(k)表示当前检测时目标电流值和输入电流的差值。