[发明专利]一种用于非反相Buck-Boost变换器的无扰控制方法

权利要求书

1.一种用于非反相Buck/Boost变换器的无扰控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：建立NIBB变换器平均值数学模型：

其中L、C、R_eq分别NIBB变换器的电感、电流与等效负载电阻，v_i、v_o分别是NIBB的输入电压与输出电压，i_L是NIBB的电感电流，d₁、d₂分别是S₁、S₂的占空比，根据式(1)，令微分项为0，得稳态变压比：

D₁、D₂分别是S₁和S₂的稳态占空比；

步骤S2：基于NIBB平均模型，引入等效占空比d_eq，作为唯一的控制变量，取代开关S₁、S₂分别的占空比d₁、d₂这两个控制变量，其中等效占空比d_eq的分段线性关系的定义为：

其中k₁、k₂、k₃、k₄、c₁、c₂、c₃、c₄是在不同工作模式下描述d₁、d₂关于d_eq的线性关系的常数；

步骤S3：定义不连续性指数DI，评估动态差异引起的扰动，对过渡模式的动态性能进行量化分析，得到最小DI的改进型Buck/Boost模式，其中不连续性指数DI定义为：开环工况下，变换器从工作点A切换到稳态输出相同的工作点B时输出量的最大偏差；

步骤S4：对NIBB的三种工作模式，即Buck模式、Buck/Boost模式与Boost模式的控制器分别进行设计；

步骤S5：运用电流前馈补偿，改进无扰控制的控制逻辑，在模式切换过程中对电感电流进行前馈补偿。

2.根据权利要求1所述的一种用于非反相Buck-Boost变换器的无扰控制方法，其特征在于，步骤S3中，对NIBB平均模型根据单位电压进行归一化处理，则电流与阻抗表示为：

从而变换器平均模型为:

假设电路初始状态为v_o(0)和i_L(0)，d₂初始值为d_2I，模式切换发生于t＝0时刻，S₁和S₂的占空比分别设置为d₁和d₂。求解式(5)，得输出电压为：

其中电路参量w₁和w₂为：

状态过渡发生之前，NIBB工作在稳态，A₂与A₃、B₂与B₃变压比相同，v_o(0)和d₁、d₂的关系式为：

此外，d_2I和i_L(0)的关系式可由(1)的稳态模型求得：

将(8)(9)带入(6)，则输出电压v_o为：

对于将v_o作为控制对象的NIBB，归一化的DI可以写成：