CN110456165A - 一种直流变换器电感和电容参数辨识电路 - Google Patents

一种直流变换器电感和电容参数辨识电路 Download PDF

Info

Publication number
CN110456165A
CN110456165A CN201910598152.9A CN201910598152A CN110456165A CN 110456165 A CN110456165 A CN 110456165A CN 201910598152 A CN201910598152 A CN 201910598152A CN 110456165 A CN110456165 A CN 110456165A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
output
input
energy
identification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910598152.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110456165B (zh
Inventor
张强
武保成
温剑桥
年强
王禹霖
宋世豪
李鸿凯
李梦滢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Engineering University filed Critical Harbin Engineering University
Priority to CN201910598152.9A priority Critical patent/CN110456165B/zh
Publication of CN110456165A publication Critical patent/CN110456165A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110456165B publication Critical patent/CN110456165B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2611—Measuring inductance
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Abstract

本发明公开了一种直流变换器电感和电容参数辨识电路，包括变换器主电路和控制辨识电路，变换器主电路为BUCK电路，变换器主电路包括电力电子开关器件VT、续流二极管VD、滤波电感L、滤波电容C；控制辨识电路包括：控制驱动电路CN、输入电压检测电路、电感电流检测电路、输出电压检测电路、输出电流检测电路、输入电流选择电路、输入能量计算电路、输出能量计算电路、第一采样保持电路、第二采样保持电路、电感参数计算电路、电容参数计算电路、脉冲发生电路。本发明可实现在线的实时辨识，而不会影响变换器主电路的正常控制和运行；辨识方法容易实现，不需要复杂的运算和硬件电路；辨识结果提升变换器主电路的控制效果和控制精度。

Description

一种直流变换器电感和电容参数辨识电路
技术领域
本发明涉及一种直流变换器电感和电容参数辨识电路，特别是涉及到一种能够对电感和电容参数进行在线辨识的电路，直流变换器的电感和电容参数的辨识技术。
背景技术
直流变换器的参数辨识一直是研究热点，而且与变换器的实际应用密切相关。在直流变换器的控制过程中，很多控制策略需要借助于变换器的数学模型来提高其控制性能，但是与变换器运行状态密切相关的电感和电容参数的非线性问题一直是影响直流变换器数学建模及控制精度的主要因素之一。
现有的直流变换器电感和电容参数辨识技术主要分为离线方法和在线方法两种，离线辨识方法无法与变换器的实时控制相结合，而在线辨识方法均建立在复杂的数学分析的基础上。在线辨识方法中，基于离散观测器的辨识方法需要较高的采样速率，对控制器要求较高；基于智能算法的参数辨识技术需要一定的收敛过程并且其迭代运算占用了处理器大量资源，比如粒子群优化算法、遗传算法、生物地理学优化算法等。总之，现有的参数辨识技术存在计算复杂、不易于实现等问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种通过计算系统各部分的能量参数并通过相应的参数计算方法实现直流变换器电感、电容参数辨识的直流变换器电感和电容参数辨识电路。
为解决上述技术问题，本发明的一种直流变换器电感和电容参数辨识电路，包括变换器主电路和控制辨识电路，变换器主电路为BUCK电路，变换器主电路包括电力电子开关器件VT、续流二极管VD、滤波电感L、滤波电容C；
控制辨识电路包括：控制驱动电路CN、输入电压检测电路1、电感电流检测电路2、输出电压检测电路3、输出电流检测电路4、输入电流选择电路5、输入能量计算电路6、输出能量计算电路7、第一采样保持电路8、第二采样保持电路9、电感参数计算电路10、电容参数计算电路11、脉冲发生电路12；
输入电压检测电路1并联在变换器主电路的输入端，检测并输出变换器主电路的输入电压，输入电压检测电路1的输出端接至输入能量计算电路6的对应输入端；电感电流检测电路2与变换器主电路中的滤波电感L串联，检测并输出滤波电感L的电流，电感电流检测电路2的输出端分别与输入电流选择电路5、采样保持电路9、控制驱动电路CN的对应输入端连接；输出电压检测电路3并联在变换器主电路中的滤波电容C的两端，检测并输出变换器主电路的输出电压，输出电压检测电路3的输出端分别与输出能量计算电路7、采样保持电路9、控制驱动电路CN的对应输入端连接；输出电流检测电路4串联在变换器主电路的正极性输出端，检测并输出变换器主电路的输出电流，输出电流检测电路4的输出端与输出能量计算电路7的对应输入端连接；输入电流选择电路5的输出端与输入能量计算电路6的对应输入端连接；输入能量计算电路6的输出端与采样保持电路8的对应输入端连接；输出能量计算电路7的输出端与采样保持电路8的对应输入端连接；采样保持电路8的输出端分别与电感参数计算电路10、电容参数计算电路11的对应输入端连接；采样保持电路9的输出端分别与电感参数计算电路10、电容参数计算电路11的对应输入端连接；脉冲发生电路12的输入端与控制驱动电路CN的输出端连接在一起，脉冲发生电路12的输出端分别与输入能量计算电路6、输出能量计算电路7、采样保持电路8、采样保持电路9的对应输入端连接；变换器主电路的输出电压给定信号Uref接至控制驱动电路CN的对应输入端，控制驱动电路CN的输出端在与变换器主电路中的电力电子开关器件VT的控制端连接的同时，还分别与输入电流选择电路5、脉冲发生电路12的对应输入端连接。
本发明还包括：
1.当控制驱动电路CN输出的PWM信号为高电平时，输入电流选择电路5输出信号等于输入信号，当控制驱动电路CN输出的PWM信号为低电平时，输入电流选择电路5的输出信号为零。
2.输入能量计算电路6根据脉冲发生电路12产生的辨识周期时序信号、变换器主电路输入电压和输入电流选择电路5的输出信号计算出每一个辨识周期内变换器主电路获得的输入能量Wi，并将计算出的输入能量Wi作为输出信号提供给采样保持电路8，在每个辨识周期的计算过程中，输入能量计算电路6的输出信号为当前辨识周期的前一个辨识周期的计算结果；
输出能量计算电路7根据脉冲发生电路12产生的辨识周期时序信号、变换器主电路输出电压和变换器主电路的输出电流计算出每一个辨识周期内变换器主电路输出的输出能量Wo，并将计算出的输出能量Wo作为输出信号提供给采样保持电路8，在每个辨识周期的计算过程中，输出能量计算电路7的输出信号为当前辨识周期的前一个辨识周期的计算结过。
3.采样保持电路8对接收到的输入能量Wi和输出能量Wo进行存储，并将当前辨识周期接收到的输入能量Wi1、输出能量Wo1和前一个辨识周期接收到的输入能量Wi2、输出能量Wo2传送给电感参数计算电路10和电容参数计算电路11；
采样保持电路9在每个辨识周期的初始时刻对接收到的输出电压和电感电流信息进行采集和存储，并将最近三次的采集结果，即当前辨识周期初始时刻采集到的输出电压uout1和电感电流iL1、前一个辨识周期初始时刻采集到的输出电压uout2和电感电流iL2和再前一个辨识周期初始时刻采集到的输出电压uout3、电感电流iL3传送给电感参数计算电路10和电容参数计算电路11。
4.电感参数计算电路10计算出电感参数辨识值Li，并将辨识结果传送给上位机或显示装置，Li满足：
电容参数计算电路11计算出电容参数辨识值Ci，并将辨识结果传送给上位机或显示装置，Ci满足：
5.脉冲发生电路12对输入的PWM信号进行倍频变换，即脉冲发生电路12输出的脉冲时序信号的频率是PWM信号频率的整数倍，脉冲发生电路12将产生的脉冲时序信号作为辨识周期时序信号传送给输入能量计算电路6、输出能量计算电路7、采样保持电路8、采样保持电路9。
6.控制驱动电路CN根据外部提供的输出电压给定值Uref和输出电压信号uout、电感电流信号iL采用电压电流双闭环控制策略输出固定开关频率的PWM信号，控制变换器主电路中电力电子开关器件VT的导通和关断，使得变换器主电路的输出电压在稳态运行时等于输出电压给定值。
本发明有益效果：本发明所提出的电感、电容参数辨识方法与现有的参数辨识方法相比，具有以下优点：该辨识电路可以在不影响直流变换器的正常运行的情况下，对直流变换器电感、电容参数进行精确的在线辨识，从而为直流变换器的数学建模、控制精度的提高提供数据支持。
(1)可实现在线的实时辨识，而不会影响变换器主电路的正常控制和运行；
(2)辨识方法容易实现，不需要复杂的运算和硬件电路；
(3)辨识结果可用来提升变换器主电路的控制效果和控制精度。
附图说明
图1为本发明的直流变换器电感和电容参数辨识电路的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式做进一步说明。
由于BUCK型直流变换器的主电路拓扑结构形式较多，本发明以典型的BUCK型直流变换器为例，进行具体说明和分析。
本发明涉及到的硬件电路结构主要由变换器主电路和控制辨识电路构成。
变换器主电路由电力电子开关器件VT、续流二极管VD、滤波电感L、滤波电容C等器件构成，这些器件间的连接方式与典型的BUCK电路的器件连接方式一致。
控制辨识电路主要由控制驱动电路CN、输入电压检测电路1、电感电流检测电路2、输出电压检测电路3、输出电流检测电路4、输入电流选择电路5、输入能量计算电路6、输出能量计算电路7、采样保持电路8、采样保持电路9、电感参数计算电路10、电容参数计算电路11、脉冲发生电路12等构成。
控制辨识电路的连接关系为：输入电压检测电路1并联在变换器主电路的输入端，对变换器主电路的输入电压进行检测，其输出接至输入能量计算电路6的对应输入端；电感电流检测电路2与变换器主电路中的滤波电感L串联，对滤波电感L的电流进行检测，其输出端分别与输入电流选择电路5、采样保持电路9、控制驱动电路CN的对应输入端连接；输出电压检测电路3并联在变换器主电路中的滤波电容C的两端，用于对变换器主电路的输出电压进行检测，其输出端分别与输出能量计算电路7、采样保持电路9、控制驱动电路CN的对应输入端连接；输出电流检测电路4串联在变换器主电路的正极性输出端，用于对变换器主电路的输出电流进行检测，其输出端与输出能量计算电路7的对应输入端连接；输入电流选择电路5的输出端与输入能量计算电路6的对应输入端连接；输入能量计算电路6的输出端与采样保持电路8的对应输入端连接；输出能量计算电路7的输出端与采样保持电路8的对应输入端连接；采样保持电路8的输出端分别与电感参数计算电路10、电容参数计算电路11的对应输入端连接；采样保持电路9的输出端分别与电感参数计算电路10、电容参数计算电路11的对应输入端连接；脉冲发生电路12的输入端与控制驱动电路CN的输出端连接在一起，脉冲发生电路12的输出端分别与输入能量计算电路6、输出能量计算电路7、采样保持电路8、采样保持电路9的对应输入端连接；变换器主电路的输出电压给定信号Uref接至控制驱动电路CN的对应输入端，控制驱动电路CN的输出端在与变换器主电路中的电力电子开关器件VT的控制端连接的同时，还分别与输入电流选择电路5、脉冲发生电路12的对应输入端连接。
控制辨识电路中包含的各个电路的具体功能如下所述：
输入电压检测电路1对变换器主电路输入电压进行实时检测并将检测结果传送至输入能量计算电路6；
电感电流检测电路2对变换器主电路中的电感电流进行实时检测并将检测结果传送至控制驱动电路CN、输入电流选择电路5以及采样保持电路9；
输出电压检测电路3对变换器主电路的输出电压进行实时检测并将检测结果传送至控制驱动电路CN、输出能量计算电路7和采样保持电路9；
输出电流检测电路4对变换器主电路的输出电流进行实时检测并将检测结果传送至输出能量计算电路7；
输入电流选择电路5的功能是，当控制驱动电路CN输出的PWM信号为高电平时(电力电子开关VT为高电平导通)，其输出信号等于输入信号，当控制驱动电路CN输出的PWM信号为低电平时，其输出信号为零，即可将输入电流选择电路5输出信号等同于变换器主电路的输入电流信号；
输入能量计算电路6根据脉冲发生电路12产生的辨识周期时序信号和变换器主电路输入电压、电流信息，计算出每一个辨识周期内(从每一个辨识周期的起始时刻到其结束时刻)变换器主电路获得的输入能量Wi，并将计算出的输入能量Wi作为输出信号提供给采样保持电路8，由于计算过程需要等待一个辨识周期的时长，因此在当前辨识周期的计算过程中，输入能量计算电路6的输出信号为前一个辨识周期的计算结果，直至当前辨识周期结束才输出新的计算结果；
输出能量计算电路7根据脉冲发生电路12产生的辨识周期时序信号和变换器主电路输出电压、电流信息，计算出每一个辨识周期内变换器主电路输出的输出能量Wo，并将计算出的输出能量Wo作为输出信号提供给采样保持电路8，由于计算过程需要等待一个辨识周期的时长，因此在当前辨识周期的计算过程中，输出能量计算电路7的输出信号为前一个辨识周期的计算结果，直至当前辨识周期结束才输出新的计算结果；
采样保持电路8对接收到的输入能量和输出能量进行存储，并将最近两次接收到的数据，即当前辨识周期接收到的输入能量Wi1、输出能量Wo1和前一个辨识周期接收到的输入能量Wi2、输出能量Wo2，传送给电感参数计算电路10和电容参数计算电路11；
采样保持电路9在每一个辨识周期的初始时刻对接收到的输出电压和电感电流信息进行采集和存储，并将最近三次的采集结果，即当前辨识周期初始时刻采集到的输出电压uout1、电感电流iL1，前一个辨识周期初始时刻采集到的输出电压uout2、电感电流iL2，再前一个辨识周期初始时刻采集到的输出电压uout3、电感电流iL3，传送给电感参数计算电路10和电容参数计算电路11；
电感参数计算电路10根据获得的输入信息利用公式(1)计算出电感参数辨识值Li，并将辨识结果传送给上位机或显示装置(可根据具体需求进行相关设计)；
电容参数计算电路11根据获得的输入信息利用公式(2)计算出电容参数辨识值Ci，并将辨识结果传送给上位机或显示装置(可根据具体需求进行相关设计)；
脉冲发生电路12对输入的PWM信号进行倍频变换，即脉冲发生电路12输出的脉冲时序信号的频率是PWM信号频率的整数倍(为了提高辨识效果，倍频数可选择3倍以上)，脉冲时序信号的占空比D的选取为0<D<1，具体取值可根据设计需求来确定，脉冲发生电路12将产生的脉冲时序信号作为辨识周期时序信号传送给输入能量计算电路6、输出能量计算电路7、采样保持电路8、采样保持电路9；
控制驱动电路CN的功能为，根据外部提供的输出电压给定值Uref和其他电路提供的输出电压信号uout、电感电流信号iL采用现有的电压电流双闭环控制策略，输出固定开关频率的PWM信号(以上升沿作为每一个开关周期的起始时刻)，实现对变换器主电路中电力电子开关器件VT的导通(PWM信号的高电平为导通)和关断控制，使得变换器主电路的输出电压在稳态运行时等于输出电压给定值，控制驱动电路CN还将PWM信号传送给输入电流选择电路5、脉冲发生电路12。
当变换器主电路正常运行时，本发明的工作原理和过程如下：
输入电压检测电路1、电感电流检测电路2、输出电压检测电路3以及输出电流检测电路4对变换器主电路的电压、电流进行实时检测，并将检测结果传送给对应电路；控制驱动电路CN根据外部提供的输出电压给定值Uref和输出电压信号uout、电感电流信号iL，采用现有的电压电流双闭环控制策略，输出固定开关频率的PWM信号，实现对变换器主电路中电力电子开关器件VT的导通和关断控制，使得变换器主电路的输出电压在稳态运行时等于输出电压给定值，确保为用电负载提供稳定的供电电压；脉冲发生电路12通过对输入的PWM信号进行倍频变换，产生辨识周期时序信号，并将辨识周期时序信号提供给输入能量计算电路6、输出能量计算电路7、采样保持电路8、采样保持电路9；输入电流选择电路5根据PWM信号高、低电平的状态，令其输出信号等于电感电流或者为零，从而形成输入电流信号，避免了输入电流传感器的使用；输入能量计算电路6根据脉冲发生电路12产生的辨识周期时序信号和变换器主电路输入电压、电流信息，计算出每一个辨识周期内变换器主电路获得的输入能量Wi，并将计算出的输入能量Wi作为输出信号提供给采样保持电路8，由于计算过程需要等待一个辨识周期的时长，因此在当前辨识周期的计算过程中，输入能量计算电路6的输出信号为前一个辨识周期的计算结果，直至当前辨识周期结束才输出新的计算结果；输出能量计算电路7根据脉冲发生电路12产生的辨识周期时序信号和变换器主电路输出电压、电流信息，计算出每一个辨识周期内变换器主电路输出的输出能量Wo，并将计算出的输出能量Wo作为输出信号提供给采样保持电路8，由于计算过程需要等待一个辨识周期的时长，因此在当前辨识周期的计算过程中，输出能量计算电路7的输出信号为前一个辨识周期的计算结果，直至当前辨识周期结束才输出新的计算结果；采样保持电路8对接收到的输入能量和输出能量进行存储，并将最近两次接收到的数据，即当前辨识周期接收到的输入能量Wi1、输出能量Wo1和前一个辨识周期接收到的输入能量Wi2、输出能量Wo2，传送给电感参数计算电路10和电容参数计算电路11；采样保持电路9在每一个辨识周期的初始时刻对接收到的输出电压和电感电流信息采集和存储，并将最近三次的采集结果，即当前辨识周期初始时刻采集到的输出电压uout1、电感电流iL1，前一个辨识周期初始时刻采集到的输出电压uout2、电感电流iL2，再前一个辨识周期初始时刻采集到的输出电压uout3、电感电流iL3，传送给电感参数计算电路10和电容参数计算电路11；根据能量平衡的原理可知，在一个辨识周期内变换器主电路的输入能量应该与电感储能增量、电容储能增量和输出能量相平衡(忽略内部损耗)，因此根据实测的输入能量、输出能量、输出电压、电感电流等数据可列写出能量平衡方程，由于需要同时辨识电感和电容两个参数，因此可列写连续两个辨识周期的能量平衡方程，联立成为方程组，可求解出具体的电感值和电容值，基于上述原理，电感参数计算电路10利用公式(1)可计算出电感参数辨识值Li，并将辨识结果传送给上位机或显示装置；同理，电容参数计算电路11利用公式(2)可计算出电容参数辨识值Ci，并将辨识结果传送给上位机或显示装置。
实施方法一
主电路采用BUCK电路，其中的电力电子开关器件VT、续流二极管VD、电感L、电容C等器件的设计、选取方法与现有的标准BUCK电路的器件设计、选取方法完全一致。
控制驱动电路CN可利用现有的具有模拟信号采集、数字信号处理、脉冲信号隔离及驱动等功能的电路进行设计和实现。例如可以采用数字信号处理器辅以相应的外围硬件电路和软件编程予以实现。
输入电压检测电路1、输出电压检测电路3可以利用现有的各种具有电压检测和信号传送功能的电路予以实现，比如可以采用霍尔型电压传感器辅以相应的信号处理电路。
电感电流检测电路2、输出电流检测电路4可以利用现有的各种具有电流检测和信号传送功能的电路予以实现，比如可以采用霍尔型电流传感器辅以相应的信号处理电路。
输入电流选择电路5可以利用现有的具有选通作用的芯片辅以相应的外围电路搭建而成，例如可以用CD4053芯片及相应的应用电路组成。
输入能量计算电路6、输出能量计算电路7可以采用现有的能够根据电压、电流信息进行一定时间范围内的能量计算的电路予以实现，例如可以利用乘法器AD734搭建输入功率和输出功率的计算电路，利用运放搭建积分电路。在每个辨识周期末对积分器进行复位的电路可以采用三极管构成积分电容的放电回路从而对积分器清零。并且利用具有采样保持功能的电路在每个辨识周期末将积分器的输出信号保持一个辨识周期输出。
采样保持电路8、采样保持电路9可以采用具有数据采集、存储和通讯功能的电路予以实现，例如利用单片机及其外围辅助电路进行设计、实现。
电感参数计算电路10和电容参数计算电路11可以利用现有的具有数据通讯、运算功能的芯片予以实现，例如利用单片机及其外围辅助电路进行设计、实现。
脉冲发生电路12可以采用现有的倍频电路予以设计实现。
综上所述，本发明提出的“一种直流变换器电感和电容参数辨识电路”，可有效识别出变换器主电路中的电感值和电容值。

Claims (7)

1.一种直流变换器电感和电容参数辨识电路，包括变换器主电路和控制辨识电路，其特征在于：变换器主电路为BUCK电路，变换器主电路包括电力电子开关器件VT、续流二极管VD、滤波电感L、滤波电容C；
控制辨识电路包括：控制驱动电路(CN)、输入电压检测电路(1)、电感电流检测电路(2)、输出电压检测电路(3)、输出电流检测电路(4)、输入电流选择电路(5)、输入能量计算电路(6)、输出能量计算电路(7)、第一采样保持电路(8)、第二采样保持电路(9)、电感参数计算电路(10)、电容参数计算电路(11)、脉冲发生电路(12)；
输入电压检测电路(1)并联在变换器主电路的输入端，检测并输出变换器主电路的输入电压，输入电压检测电路(1)的输出端接至输入能量计算电路(6)的对应输入端；电感电流检测电路(2)与变换器主电路中的滤波电感L串联，检测并输出滤波电感L的电流，电感电流检测电路(2)的输出端分别与输入电流选择电路(5)、采样保持电路(9)、控制驱动电路(CN)的对应输入端连接；输出电压检测电路(3)并联在变换器主电路中的滤波电容C的两端，检测并输出变换器主电路的输出电压，输出电压检测电路(3)的输出端分别与输出能量计算电路(7)、采样保持电路(9)、控制驱动电路(CN)的对应输入端连接；输出电流检测电路(4)串联在变换器主电路的正极性输出端，检测并输出变换器主电路的输出电流，输出电流检测电路(4)的输出端与输出能量计算电路(7)的对应输入端连接；输入电流选择电路(5)的输出端与输入能量计算电路(6)的对应输入端连接；输入能量计算电路(6)的输出端与采样保持电路(8)的对应输入端连接；输出能量计算电路(7)的输出端与采样保持电路(8)的对应输入端连接；采样保持电路(8)的输出端分别与电感参数计算电路(10)、电容参数计算电路(11)的对应输入端连接；采样保持电路(9)的输出端分别与电感参数计算电路(10)、电容参数计算电路(11)的对应输入端连接；脉冲发生电路(12)的输入端与控制驱动电路(CN)的输出端连接在一起，脉冲发生电路(12)的输出端分别与输入能量计算电路(6)、输出能量计算电路(7)、采样保持电路(8)、采样保持电路(9)的对应输入端连接；变换器主电路的输出电压给定信号Uref接至控制驱动电路(CN)的对应输入端，控制驱动电路(CN)的输出端在与变换器主电路中的电力电子开关器件VT的控制端连接的同时，还分别与输入电流选择电路(5)、脉冲发生电路(12)的对应输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种直流变换器电感和电容参数辨识电路，其特征在于：当控制驱动电路(CN)输出的PWM信号为高电平时，输入电流选择电路(5)输出信号等于输入信号，当控制驱动电路(CN)输出的PWM信号为低电平时，输入电流选择电路(5)的输出信号为零。
3.根据权利要求1所述的一种直流变换器电感和电容参数辨识电路，其特征在于：输入能量计算电路(6)根据脉冲发生电路(12)产生的辨识周期时序信号、变换器主电路输入电压和输入电流选择电路(5)的输出信号计算出每一个辨识周期内变换器主电路获得的输入能量Wi，并将计算出的输入能量Wi作为输出信号提供给采样保持电路(8)，在每个辨识周期的计算过程中，输入能量计算电路(6)的输出信号为当前辨识周期的前一个辨识周期的计算结果；
输出能量计算电路(7)根据脉冲发生电路(12)产生的辨识周期时序信号、变换器主电路输出电压和变换器主电路的输出电流计算出每一个辨识周期内变换器主电路输出的输出能量Wo，并将计算出的输出能量Wo作为输出信号提供给采样保持电路(8)，在每个辨识周期的计算过程中，输出能量计算电路(7)的输出信号为当前辨识周期的前一个辨识周期的计算结过。
4.根据权利要求1所述的一种直流变换器电感和电容参数辨识电路，其特征在于：采样保持电路(8)对接收到的输入能量Wi和输出能量Wo进行存储，并将当前辨识周期接收到的输入能量Wi1、输出能量Wo1和前一个辨识周期接收到的输入能量Wi2、输出能量Wo2传送给电感参数计算电路(10)和电容参数计算电路(11)；
采样保持电路(9)在每个辨识周期的初始时刻对接收到的输出电压和电感电流信息进行采集和存储，并将最近三次的采集结果，即当前辨识周期初始时刻采集到的输出电压uout1和电感电流iL1、前一个辨识周期初始时刻采集到的输出电压uout2和电感电流iL2和再前一个辨识周期初始时刻采集到的输出电压uout3、电感电流iL3传送给电感参数计算电路(10)和电容参数计算电路(11)。
5.根据权利要求1所述的一种直流变换器电感和电容参数辨识电路，其特征在于：电感参数计算电路(10)计算出电感参数辨识值Li，并将辨识结果传送给上位机或显示装置，Li满足：
电容参数计算电路(11)计算出电容参数辨识值Ci，并将辨识结果传送给上位机或显示装置，Ci满足：
。
6.根据权利要求1所述的一种直流变换器电感和电容参数辨识电路，其特征在于：脉冲发生电路(12)对输入的PWM信号进行倍频变换，即脉冲发生电路(12)输出的脉冲时序信号的频率是PWM信号频率的整数倍，脉冲发生电路(12)将产生的脉冲时序信号作为辨识周期时序信号传送给输入能量计算电路(6)、输出能量计算电路(7)、采样保持电路(8)、采样保持电路(9)。
7.根据权利要求1所述的一种直流变换器电感和电容参数辨识电路，其特征在于：控制驱动电路(CN)根据外部提供的输出电压给定值Uref和输出电压信号uout、电感电流信号iL采用电压电流双闭环控制策略输出固定开关频率的PWM信号，控制变换器主电路中电力电子开关器件VT的导通和关断，使得变换器主电路的输出电压在稳态运行时等于输出电压给定值。
CN201910598152.9A 2019-07-04 2019-07-04 一种直流变换器电感和电容参数辨识电路 Active CN110456165B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910598152.9A CN110456165B (zh) 2019-07-04 2019-07-04 一种直流变换器电感和电容参数辨识电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910598152.9A CN110456165B (zh) 2019-07-04 2019-07-04 一种直流变换器电感和电容参数辨识电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110456165A true CN110456165A (zh) 2019-11-15
CN110456165B CN110456165B (zh) 2021-09-10

Family

ID=68482088

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910598152.9A Active CN110456165B (zh) 2019-07-04 2019-07-04 一种直流变换器电感和电容参数辨识电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110456165B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111781531A (zh) * 2020-07-01 2020-10-16 哈尔滨工业大学（深圳） 开关电源故障检测方法
CN112098881A (zh) * 2020-03-26 2020-12-18 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院) 带变压器的线性电源故障检测方法
CN113111298A (zh) * 2021-04-01 2021-07-13 北京兴达智联科技有限公司 一种升降压变换器电路参数在线辨识的方法
CN114865888A (zh) * 2022-07-11 2022-08-05 广东电网有限责任公司肇庆供电局 一种用于储能变换器的功率前馈电感参数辩识方法和系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100250167A1 (en) * 2007-11-26 2010-09-30 Commissar. A L'energ. Atom. Et Aux Energ. Altern. Near field remote measurement architecture for remote passive type sensor
CN102307004A (zh) * 2011-08-22 2012-01-04 中国矿业大学 一种基于lcl滤波的可控整流器参数辨识方法
CN103532465A (zh) * 2013-09-30 2014-01-22 清华大学 基于增量式模型参考自适应的永磁同步电机电感辨识算法
CN104750915A (zh) * 2015-03-06 2015-07-01 南京航空航天大学 一种Buck电路多参数在线辨识方法
CN108414916A (zh) * 2018-01-31 2018-08-17 南京航空航天大学 一种Buck变换器多元件健康监测方法及系统
CN109067175A (zh) * 2018-07-13 2018-12-21 哈尔滨工程大学 一种能量闭环控制的直流电源
CN109412448A (zh) * 2018-12-24 2019-03-01 哈尔滨工程大学 一种基于能量平衡控制的dc-ac逆变电源
CN109687736A (zh) * 2018-12-24 2019-04-26 哈尔滨工程大学 一种有源功率因数校正直流电源电路及电路方法
CN109742834A (zh) * 2019-02-26 2019-05-10 天津大学 一种电感分离式一体化车载充电拓扑及电感参数辨识方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100250167A1 (en) * 2007-11-26 2010-09-30 Commissar. A L'energ. Atom. Et Aux Energ. Altern. Near field remote measurement architecture for remote passive type sensor
CN102307004A (zh) * 2011-08-22 2012-01-04 中国矿业大学 一种基于lcl滤波的可控整流器参数辨识方法
CN103532465A (zh) * 2013-09-30 2014-01-22 清华大学 基于增量式模型参考自适应的永磁同步电机电感辨识算法
CN104750915A (zh) * 2015-03-06 2015-07-01 南京航空航天大学 一种Buck电路多参数在线辨识方法
CN108414916A (zh) * 2018-01-31 2018-08-17 南京航空航天大学 一种Buck变换器多元件健康监测方法及系统
CN109067175A (zh) * 2018-07-13 2018-12-21 哈尔滨工程大学 一种能量闭环控制的直流电源
CN109412448A (zh) * 2018-12-24 2019-03-01 哈尔滨工程大学 一种基于能量平衡控制的dc-ac逆变电源
CN109687736A (zh) * 2018-12-24 2019-04-26 哈尔滨工程大学 一种有源功率因数校正直流电源电路及电路方法
CN109742834A (zh) * 2019-02-26 2019-05-10 天津大学 一种电感分离式一体化车载充电拓扑及电感参数辨识方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴杭举: "Buck变换器主电路参数在线辨识方法的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
孙权: "功率变换器故障辨识与健康状态评估关键技术研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
张强，等: "Energy Analysis-Based Approach to Identification of Equivalent Resistance and Parameter Nonlinearity for Power Converters", 《2019 22ND INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRICAL MACHINES AND SYSTEM(ICEMS)》 *
张强，等: "多电源并联运行的效率优化控制方法", 《电力系统自动化》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112098881A (zh) * 2020-03-26 2020-12-18 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院) 带变压器的线性电源故障检测方法
CN112098881B (zh) * 2020-03-26 2022-10-11 哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院) 带变压器的线性电源故障检测方法
CN111781531A (zh) * 2020-07-01 2020-10-16 哈尔滨工业大学（深圳） 开关电源故障检测方法
CN111781531B (zh) * 2020-07-01 2022-11-29 哈尔滨工业大学（深圳） 开关电源故障检测方法
CN113111298A (zh) * 2021-04-01 2021-07-13 北京兴达智联科技有限公司 一种升降压变换器电路参数在线辨识的方法
CN113111298B (zh) * 2021-04-01 2023-12-15 北京兴达智联科技有限公司 一种升降压变换器电路参数在线辨识的方法
CN114865888A (zh) * 2022-07-11 2022-08-05 广东电网有限责任公司肇庆供电局 一种用于储能变换器的功率前馈电感参数辩识方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110456165B (zh) 2021-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110456165A (zh) 一种直流变换器电感和电容参数辨识电路
CN106452073B (zh) 一种dc-dc电力变换器能量控制电路及其控制方法
CN103852637B (zh) 具有基波计量功能的智能电表及其测量方法
CN103166489B (zh) 一种三相高功率因数整流器的控制电路
CN107248808B (zh) 一种可实现控制器参数自整定的电力变换器控制电路
CN109245532B (zh) 一种升降压变换器的分数阶滑模控制方法
CN103187915A (zh) 基于组态的励磁发电储能控制装置及方法
CN109067175A (zh) 一种能量闭环控制的直流电源
CN105978339A (zh) 一种基于遗传算法的效率优化电源控制方法
CN204575774U (zh) 具有直流电阻检测功能的可编程电子负载
CN106787902B (zh) 一种修正波逆变器输出电压控制系统及控制方法
CN101458275A (zh) 耐高温三相中频电量采集模块
CN103023046B (zh) 基于dsp芯片控制的过零投切滤波无功补偿装置
CN104702108A (zh) 采用定频控制的临界连续升压变换器
CN202757999U (zh) 一种交流电源的频率和相位检测器
CN106527299A (zh) 一种小型化触屏高压脉冲电源
CN106961216B (zh) 新型恒定输出电流buck电路
CN203618197U (zh) 非隔离实地带pfc的led驱动电路及其控制器
CN203151389U (zh) 一种三相高功率因数整流器的控制电路
CN110474533B (zh) 一种直流变换器内部等效电阻辨识电路
CN205157646U (zh) 一种基于压控振荡器的电能计量电路
CN107979266B (zh) 单电感双输出开关变换器电压型-电容电流纹波混合控制方法及装置
CN203618195U (zh) 隔离型原边反馈带pfc的led驱动电路及其控制器
CN108241129A (zh) 开关电源输出滤波电容监测装置及方法
CN204681284U (zh) 一种基于dsp的两相交流电机变频控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant