一种动态修正电感值的方法与流程

专利2022-06-29  85


本发明涉及电路控制领域,具体涉及一种动态修正电感值的方法。



背景技术:

传统电力电子的功率电路中,当电路中需要电感进行储能的时候类似buck电路,boost电路等,随着功率变大流过电感的电流也跟随变大,但是由于电感自身的特性存在随着电流变大容易进入磁饱和区域,导致磁导率衰减,促使电感值变小,容易引起电感电流变化率变大和环路不稳定造成系统不能安全稳定的工作。

在开关电源的功率电路中,都有电感和电容组成一个滤波器,电感在开关开通时储能,在开关关断时给负载续流,电感和电容组成滤波系统输出较稳定的电压和电流,其转折频率fc=1/(2*pi*根号l*c),滤波器传递函数h(jw)=1/jwc/[jwl (1/jwc)],滤波器增益大小为20logh(jw),同时该增益会直接影响开环总增益,进一步对环路补偿的值产生影响。开环传递函数t(jw)=kg(jw)h(jw),其中,k为电阻分压系数,g(jw)为补偿网络传递函数,h(jw)为lc滤波器传递函数。如果该功率电路负载变大引起流过电感中的电流变大,此时l值会逐渐变小引起h(jw)增大,必会导致实际环路值补偿g(jw)的值相对于理论计算的环路补偿值变小。而正常情况下在计算环路补偿的时候,都是按照额定电感值进行计算的,这样就容易造成实际的环路补偿偏小不够准确。



技术实现要素:

本发明针对上述问题,提出一种动态修正电感值的方法,以确保确保环路稳定和系统安全稳定工作。

一种动态修正电感值的方法,包括如下步骤:

步骤1,测试实际环路中电感随着电流的变化,拟合出电感随着电流变化曲线;

步骤2,根据环路中的电流值,参照步骤1中得出的电感随着电流变化曲线,得出实际电感值;

步骤3,根据步骤2得出的实际电感值,将其带入环路计算中,实时调整环路补偿参数,维持环路稳定工作。

进一步地,所述动态修正电感值方法的步骤,具体为:

步骤1,测试实际环路中电感随着电流的变化,拟合出电感衰减比例曲线;

步骤2,根据环路中的电流值,参照步骤1中得出的电感衰减比例曲线,读出相应电感衰减比例数值,以此计算出实际电感值;

步骤3,根据步骤2得出的实际电感值,将其带入环路计算公式中,根据环路稳定特性,实时调整补偿网络传递函数中环路补偿参数,维持环路稳定工作。

进一步地,所述拟合电感衰减比例曲线的步骤为:

步骤1-1,设定曲线的坐标轴,横轴为电流值,纵轴为电感衰减比例;

步骤1-2,选取多个电流值,根据每个电流值和对应的电感衰减比例,进行坐标轴标点;

步骤1-3,将标点连线,得到电感衰减比例曲线。

进一步地,步骤3中,根据电感衰减比例数值进行相应的电感值修改,具体为,电感衰减比例为δl/l=ain bin-1 ...,其中a和b为多项式系数,由曲线拟合时电流值与电感衰减比例的数值直接得出,i为电流值,l为原始电感值,δl为电感衰减值,则实际电感值为

l′=l-δl=(1-ain-bin-1-...)l

进一步地,所述动态修正电感值方法的步骤,具体为:

步骤1,测试实际环路中电感随着电流的变化,拟合出实际电感值变化曲线;

步骤2,根据环路中的电流值,参照步骤1中得出的实际电感值变化曲线,读出相应实际电感值;

步骤3,根据步骤2得出的实际电感值,将其带入环路计算公式中,根据环路稳定特性,实时调整补偿网络传递函数中环路补偿参数,维持环路稳定工作。

进一步地,所述拟合实际电感值变化曲线的步骤为:

步骤1-1,设定曲线的坐标轴,横轴为电流值,纵轴为实际电感值;

步骤1-2,选取多个电流值,根据每个电流值和对应的实际电感值,进行坐标轴标点;

步骤1-3,将标点连线,得到实际电感值变化曲线。

进一步地,步骤3中,根据实际电感值进行相应的电感值修改,具体为,实际电感值为为l实际=ain bin-1 ...,其中a和b为多项式系数,由曲线拟合时电流值与实际电感值的数值直接得出,i为电流值,将该实际电感值直接带入环路公式中进行计算。

进一步地,所述电感随着电流变化曲线通过matlab进行拟合。

进一步地,所述步骤3中,将修改后的电感值带入环路计算中,实时调整环路补偿参数,具体为,根据不同的电感值计算出不同的传递函数,然后计算出对应的不同的环路系数,根据不同的电感值调整环路系数,不同环路计算的系数也不同。

本发明达到的有益效果为:通过实时检测到的电流值,能够调整相应的电感值,并将电感值带入环路计算中,调整环路补偿参数,以此达到环路的最优化设计,进而确保环路稳定和系统安全稳定工作。

附图说明

图1为本发明实施例中电感随电流变化曲线示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

一种动态修正电感值的方法,包括如下步骤:

步骤1,测试实际环路中电感随着电流的变化,拟合出电感衰减比例曲线。拟合电感衰减比例曲线的步骤为:

步骤1-1,设定曲线的坐标轴,横轴为电流值,纵轴为电感衰减比例。

步骤1-2,选取多个电流值,根据每个电流值和对应的电感衰减比例,进行坐标轴标点。

步骤1-3,将标点连线,得到电感衰减比例曲线。

电感衰减比例曲线的标点和拟合可通过matlab实现。

步骤2,根据环路中的电流值,参照步骤1中得出的电感衰减比例曲线,读出相应电感衰减比例数值。

步骤3,根据步骤2得出的电感衰减比例数值进行相应的电感值修改,并将修改后的电感值带入环路计算中,实时调整环路补偿参数,维持环路稳定工作。环路补偿参数可通过数字环路控制在补偿网络传递函数中调整。

根据电感衰减比例数值进行相应的电感值修改,具体为,电感衰减比例为δl/l=ain bin-1 ...,其中a和b为多项式系数,由曲线拟合时电流值与电感衰减比例的数值直接得出,i为电流值,l为原始电感值,δl为电感衰减值,则实际电感值为:

l′=l-δl=(1-ain-bin-1-...)l

将修改后的电感值带入环路计算中,实时调整环路补偿参数,具体为,根据不同的电感值计算出不同的传递函数,然后计算出对应的不同的环路系数,根据不同的电感值调整环路系数,不同环路计算的系数也不同。

该动态修正电感值的方法的另一种实现方式是,测试环路中电感随着电流的变化,直接拟合出实测电感的变化曲线。

拟合实测电感变化曲线的步骤为:设定曲线的坐标轴,横轴为电流值,纵轴为实测电感值;选取多个电流值,根据每个电流值和对应的实测电感值,进行坐标轴标点;将标点连线,得到实测电感变化曲线。以上标点和拟合均可通过matlab实现。

根据环路中的电流值,参照中得出的实测电感变化曲线,读出相应对应的实测电感值,此实测电感值即为调整的电感值,将实测电感值带入环路计算中,实时调整环路补偿参数,维持环路稳定工作。

具体为,实测电感值为根据实际电感值进行相应的电感值修改,具体为,实际电感值为为l实际=ain bin-1 ...,其中a和b为多项式系数,由曲线拟合时电流值与实际电感值的数值直接得出,i为电流值,此时实测电感值直接带入环路计算中,实时调整环路补偿参数,具体为,根据不同的电感值计算出不同的传递函数,然后计算出对应的不同的环路系数,根据不同的电流电感值调整环路系数,不同环路计算的系数也不同。

本方法具体工作流程如下,按照图1的电感衰减比例曲线进行动态修正电感参数,如当电流为0-1a时,l值不变,当电流为1a-3.5a时,计算后的实际电感值为0.9*l,当电流3a-4a时,计算后的实际电感值为为0.8*l,以此类推达到动态调整电感值的方法,并将电感值带入环路滤波器传递函数计算公式h(jw)=1/jwc/[jwl (1/jwc)]中,该增益会直接影响开环总传递函数t(jw)=kg(jw)h(jw)的增益,为保持开环增益稳定,实时调整环路补偿函数g(jw)中的参数,以此达到环路的最优化设计,进而确保环路稳定和系统安全稳定工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式,本发明的保护范围并不以上述实施方式为限,但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化,皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。


技术特征:

1.一种动态修正电感值的方法,其特征在于:包括如下步骤:

步骤1,测试实际环路中电感随着电流的变化,拟合出电感随着电流变化曲线;

步骤2,根据环路中的电流值,参照步骤1中得出的电感随着电流变化曲线,得出实际电感值;

步骤3,根据步骤2得出的实际电感值,将其带入环路计算中,实时调整环路补偿参数,维持环路稳定工作。

2.根据权利要求1所述的一种动态修正电感值的方法,其特征在于:所述动态修正电感值方法的步骤,具体为:

步骤1,测试实际环路中电感随着电流的变化,拟合出电感衰减比例曲线;

步骤2,根据环路中的电流值,参照步骤1中得出的电感衰减比例曲线,读出相应电感衰减比例数值,以此计算出实际电感值;

步骤3,根据步骤2得出的实际电感值,将其带入环路计算公式中,根据环路稳定特性,实时调整补偿网络传递函数中环路补偿参数,维持环路稳定工作。

3.根据权利要求2所述的一种动态修正电感值的方法,其特征在于:所述拟合电感衰减比例曲线的步骤为:

步骤1-1,设定曲线的坐标轴,横轴为电流值,纵轴为电感衰减比例;

步骤1-2,选取多个电流值,根据每个电流值和对应的电感衰减比例,进行坐标轴标点;

步骤1-3,将标点连线,得到电感衰减比例曲线。

4.根据权利要求2所述的一种动态修正电感值的方法,其特征在于:步骤3中,根据电感衰减比例数值进行相应的电感值修改,具体为,电感衰减比例为δl/l=ain bin-1 ...,其中a和b为多项式系数,由曲线拟合时电流值与电感衰减比例的数值直接得出,i为电流值,l为原始电感值,δl为电感衰减值,则实际电感值为

l′=l-δl=(1-ain-bin-1-...)l。

5.根据权利要求1所述的一种动态修正电感值的方法,其特征在于:所述动态修正电感值方法的步骤,具体为:

步骤1,测试实际环路中电感随着电流的变化,拟合出实际电感值变化曲线;

步骤2,根据环路中的电流值,参照步骤1中得出的实际电感值变化曲线,读出相应实际电感值;

步骤3,根据步骤2得出的实际电感值,将其带入环路计算公式中,根据环路稳定特性,实时调整补偿网络传递函数中环路补偿参数,维持环路稳定工作。

6.根据权利要求5所述的一种动态修正电感值的方法,其特征在于:所述拟合实际电感值变化曲线的步骤为:

步骤1-1,设定曲线的坐标轴,横轴为电流值,纵轴为实际电感值;

步骤1-2,选取多个电流值,根据每个电流值和对应的实际电感值,进行坐标轴标点;

步骤1-3,将标点连线,得到实际电感值变化曲线。

7.根据权利要求5所述的一种动态修正电感值的方法,其特征在于:步骤3中,根据实际电感值进行相应的电感值修改,具体为,实际电感值为为l实际=ain bin-1 ...,其中a和b为多项式系数,由曲线拟合时电流值与实际电感值的数值直接得出,i为电流值,将该实际电感值直接带入环路公式中进行计算。

8.根据权利要求1所述的一种动态修正电感值的方法,其特征在于:所述电感随着电流变化曲线通过matlab进行拟合。

技术总结
一种动态修正电感值的方法,包括如下步骤:测试实际环路中电感随着电流的变化,拟合出电感随着电流变化曲线;根据环路中的电流值,参照上一步中得出的电感随着电流变化曲线,得出实际电感值;根据上一步得出的实际电感值,将其带入环路计算中,实时调整环路补偿参数,维持环路稳定工作。

技术研发人员:不公告发明人
受保护的技术使用者:艾德克斯电子(南京)有限公司
技术研发日:2019.12.05
技术公布日:2020.06.09

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