[发明专利]基于多相LLC的直流变换器模型预测装置及控制方法

权利要求书

1.一种基于多相LLC的直流变换器模型预测装置，其特征在于，装置构成如下：由两级变换器级联组成，输入端口共有S个，分别为输入端口1，输入端口2，输入端口3……输入端口S；输出端口共有N个，分别为输出端口1，输出端口2，输出端口3……输出端口N；前级由S个Buck电路并联组成，分别命名Buck1，Buck2，……，BuckS，后级由多相LLC谐振变换器组成；

所述前级S个Buck电路共有S个输入端口，输入端独立，输入电压分别为V_in1，V_in2，V_in3，……V_inS，输出侧并联；每个Buck电路都包含电感L_S以及MOS管两个，Buck电路共同的输出端口0的输出电压为V _OUT0，输出电流i_OUT0，输出侧电容C_S1；

所述后级多相LLC谐振变换器，输入端口一个，与前级Buck电路的输出端口相连，多相LLC谐振变换器的正极与Buck电路的输出端口正极相连接，负极与Buck电路的输出端口负极相连接；多相LLC谐振变换器的前桥采用半桥电路,包含两个MOS管，谐振电感L_r，谐振电容C_r，励磁电感L_M；变压器采用矩阵变压器T，一次侧端口1个，次级侧端口N个，分别为N₁，N₂，N₃，……，N_N；多相LLC的后桥电路采用全波整流，输出端口N个，输出电压分别是V_OUT1，V_OUT2，V_OUT3，……，V_OUTN，输出电流分别是i_OUT1，i_OUT2，i_OUT3，……，i_OUTN。

2.一种基于多相LLC的直流变换器模型预测控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1采用在一个周期内积分的方式对多相LLC的直流变换器连续时间状态方程进行离散，得到平均状态空间模型；

步骤2对输入电压V_in1，V_in2，V_in3，……V_inS、输出电压V_OUT0，V_OUT1，V_OUT2，……，V_OUTN，输出电流i_OUT0，i_OUT1，i_OUT2，……，i_OUTN进行滤波并采样，得到基于当前开关周期对下个周期的预测值；采样将采用霍尔元件进行采样，采样电阻的大小与所采电压等级相关；滤波方法采用卡尔曼滤波法进行滤波；

步骤3采用闭环控制结构，根据基于当前开关周期对下个周期的预测值及输入输出值，得到前级MOS管的最优占空比；

步骤4采用闭环控制结构，根据当前模型预测值及当前周期的输入输出值，得到后级LLC多相谐振变换器初级侧的开关频率；

步骤5采用闭环控制结构，根据后级多相LLC谐振变换器初级侧的开关频率及当前周期的输入输出值，得到后级多相LLC谐振变换器次级侧的同步整流导通时间。