本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)電源變換器，在開(kāi)關(guān)電源引入電流控制方法后可能會(huì)產(chǎn)生次諧波振蕩，本發(fā)明提出一種消除開(kāi)關(guān)電源次諧波振蕩的方法。
背景技術(shù)：
：開(kāi)關(guān)電源通常作為各類用電設(shè)備的電源，起到將未調(diào)整的交流或直流輸入電壓變換為調(diào)整后的交流或直流輸出電壓的作用。在開(kāi)關(guān)電流控制系統(tǒng)中，常常會(huì)使用到諸如峰值電流控制、平均電流控制等控制方法。而由于開(kāi)關(guān)電源需要適應(yīng)于不同的工作條件，抗干擾能力也就顯得非常重要，在引入這些控制方法后，便有可能會(huì)出現(xiàn)由于擾動(dòng)造成的次諧波振蕩。這種次諧波振蕩是由于一開(kāi)始電感電流的擾動(dòng)(可以用ΔIpm(n-1)來(lái)體現(xiàn)這個(gè)擾動(dòng)的影響),經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的運(yùn)行，一個(gè)周期之后被放大為ΔIpm(n)＝αΔIpm(n-1)?？梢灾喇?dāng)α的絕對(duì)值大于1的時(shí)候，擾動(dòng)會(huì)不斷的增大，而由于擾動(dòng)量的變化頻率為開(kāi)關(guān)頻率的一半，所以把這種擾動(dòng)造成的振蕩稱之為次諧波振蕩。這種次諧波振蕩完全是因?yàn)橥饧訑_動(dòng)產(chǎn)生的，和電路拓?fù)涞葻o(wú)關(guān)，所以必須通過(guò)外加調(diào)節(jié)來(lái)修正。以引入峰值電流控制的開(kāi)關(guān)變換器為例，在引入峰值電流控制之后，假設(shè)峰值電流固定在Ipeak，在電流上升到Ipeak時(shí)將開(kāi)關(guān)關(guān)斷，電流開(kāi)始下降，以PWM模式為例，PWM的周期時(shí)間不變，在到達(dá)周期結(jié)束的時(shí)刻，再一次打開(kāi)開(kāi)關(guān)，電流重新上升。在這個(gè)過(guò)程中，在工作在CCM模式的情況下，占空比D大于0.5時(shí)，如果有擾動(dòng)ΔIpm(n-1)，那么在經(jīng)過(guò)一個(gè)周期之后被放大為ΔIpm(n)＝αΔIpm(n-1)的過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)α大于1的情況，即擾動(dòng)的干擾會(huì)不斷的增加，亦即會(huì)有次諧波振蕩產(chǎn)生，所以必須增加次諧波消除模塊。在現(xiàn)在的傳統(tǒng)的次諧波補(bǔ)償?shù)姆椒ㄖ凶钣行?，使用最廣泛也最有代表性的是斜坡補(bǔ)償?shù)姆椒?，這種方法的具體補(bǔ)償過(guò)程是通過(guò)人工增加(或減少)斜坡補(bǔ)償來(lái)減小電流環(huán)在開(kāi)關(guān)頻率處的增益，從而使開(kāi)關(guān)更慢(或更快)的關(guān)斷，從而使α小于1，以此來(lái)達(dá)到減小、消除(當(dāng)斜坡斜率和電感電流下降斜率相等時(shí)理論上能消除)次諧波的目的。但是斜坡補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)較為困難，它的數(shù)字實(shí)現(xiàn)需要有高速的DAC來(lái)產(chǎn)生斜坡，或者是ADC來(lái)得到采樣電流，這樣就會(huì)使得電路成本過(guò)高且達(dá)不到減小器件大小的目的。而現(xiàn)在的電源管理正向著成本更低，更高效，更小更便攜的方向發(fā)展，所以很有必要能找到一種不用斜坡補(bǔ)償方法來(lái)消除次諧波并且實(shí)現(xiàn)低成本。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為克服現(xiàn)有技術(shù)的局限和不足，本發(fā)明提出了一種消除開(kāi)關(guān)電源次諧波振蕩的方法，該方法不需要使用斜坡補(bǔ)償?shù)南沃C波振蕩的方法，相對(duì)于需要使用斜坡補(bǔ)償?shù)膫鹘y(tǒng)算法，可以用很簡(jiǎn)單的無(wú)ADC或快速DAC的電路，很低的成本以及很簡(jiǎn)單的算法來(lái)達(dá)到消除次諧波振蕩的目的，能夠提高引入了峰值電流控制或平均電流控制等電流控制方法的系統(tǒng)對(duì)噪聲的靈敏度，使得電路的抗干擾能力更優(yōu)秀。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種消除開(kāi)關(guān)電源次諧波振蕩的方法，基于包括采樣模塊、誤差計(jì)算模塊、PID模塊、以及脈沖調(diào)制模塊構(gòu)成的控制系統(tǒng)，所說(shuō)脈沖調(diào)制模塊采用脈沖寬度調(diào)制PWM模塊或脈沖頻率調(diào)制PFM模塊其中之一，該控制系統(tǒng)與受控的開(kāi)關(guān)電源連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)；采樣模塊對(duì)開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的分壓進(jìn)行采樣并計(jì)算后得到輸出電壓大小的信號(hào)Vo，誤差計(jì)算模塊將參考電壓Vref減去輸出電壓Vo，得到當(dāng)前采樣的誤差e1，PID模塊根據(jù)誤差e1和PI參數(shù)值進(jìn)行PID運(yùn)算，得到的補(bǔ)償結(jié)果VPI輸出給脈沖調(diào)制模塊，脈沖調(diào)制模塊輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)duty對(duì)開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行控制；其特征在于：在閉環(huán)控制系統(tǒng)中增設(shè)時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊和次諧波消除模塊，通過(guò)時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊計(jì)算出開(kāi)關(guān)信號(hào)不同的時(shí)間長(zhǎng)度，進(jìn)而通過(guò)次諧波消除模塊確定補(bǔ)償函數(shù)和計(jì)算控制電流的補(bǔ)償量，利用給控制電流加補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)消除次諧波振蕩,所說(shuō)控制電流采用以峰值電流為控制電流或以平均電流為控制電流其中之一；包括以下步驟：(1)時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊包括開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton的計(jì)算、關(guān)斷時(shí)間tr的計(jì)算和周期時(shí)間ts的計(jì)算，時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊的輸入是脈沖調(diào)制模塊的開(kāi)關(guān)信號(hào)duty輸出，在開(kāi)關(guān)信號(hào)duty的上升沿將導(dǎo)通時(shí)間ton、周期時(shí)間ts、關(guān)斷時(shí)間tr的計(jì)數(shù)器都?xì)w零并開(kāi)始導(dǎo)通時(shí)間ton和周期時(shí)間ts的計(jì)數(shù)，在開(kāi)關(guān)信號(hào)duty的下降沿停止導(dǎo)通時(shí)間ton的計(jì)數(shù)，得到這個(gè)周期的導(dǎo)通時(shí)間ton的值，同時(shí)開(kāi)始關(guān)斷時(shí)間tr的計(jì)數(shù)，在開(kāi)關(guān)信號(hào)duty的下一個(gè)上升沿，停止周期時(shí)間ts和關(guān)斷時(shí)間tr的計(jì)數(shù)，得到這個(gè)周期的周期時(shí)間ts和關(guān)斷時(shí)間tr的值，將這個(gè)周期的周期時(shí)間ts、關(guān)斷時(shí)間tr、導(dǎo)通時(shí)間ton的值輸出給次諧波消除模塊，同時(shí)將導(dǎo)通時(shí)間ton、周期時(shí)間ts、關(guān)斷時(shí)間tr的計(jì)數(shù)器都?xì)w零并開(kāi)始下一個(gè)周期的導(dǎo)通時(shí)間ton和周期時(shí)間ts的計(jì)數(shù)，如此循環(huán)，使每個(gè)周期都能得到本周期的周期時(shí)間ts、關(guān)斷時(shí)間tr、導(dǎo)通時(shí)間ton的值，并且將本周期的周期時(shí)間ts、關(guān)斷時(shí)間tr、導(dǎo)通時(shí)間ton的值，分別記為ts(n)、tr(n)和ton(n)；(2)次諧波消除模塊的輸入是時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊中得到的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton、關(guān)斷時(shí)間tr以及周期時(shí)間ts，次諧波消除模塊包括次諧波消除函數(shù)確定模塊、控制電流補(bǔ)償量計(jì)算模塊和控制電流補(bǔ)償值輸出模塊；1)次諧波消除函數(shù)確定模塊需根據(jù)采用不同的控制電流方式及不同的脈沖調(diào)制控制模式確定出相應(yīng)的次諧波消除函數(shù)，確定前的次諧波消除函數(shù)定義為f(n)，經(jīng)過(guò)次諧波消除函數(shù)確定模塊確定后的次諧波消除函數(shù)定義為其中，ton(n-x)，tr(n-x)，ts(n-x)分別代表在本周期前x個(gè)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)間，開(kāi)關(guān)周期時(shí)間；(A)在以峰值電流為控制電流，PWM模式為控制模式的情況下，定義峰值電流為Ipeak，這時(shí)，控制電流Iqt就是峰值電流Ipeak；①定義當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的峰值電流為Ipeak(n)，系統(tǒng)穩(wěn)定無(wú)擾動(dòng)時(shí)峰值電流為Ipeak_s，而當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期峰值電流的補(bǔ)償量為ΔIpeak(n)＝Ipeak(n)-Ipeak_s；在次諧波消除函數(shù)確定模塊中用到的ΔIpeak(n)是與確定前的次諧波消除函數(shù)f(n)有關(guān)的一個(gè)未確定的量，定義當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間為ton(n)，關(guān)斷時(shí)間為tr(n)，周期時(shí)間為ts(n)，定義系統(tǒng)穩(wěn)定無(wú)擾動(dòng)時(shí)的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間為ton_s，關(guān)斷時(shí)間為tr_s，周期時(shí)間為ts_s，定義當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間、關(guān)斷時(shí)間和周期時(shí)間的誤差分別為Δton(n)＝ton(n)-ton_s、Δtr(n)＝tr(n)-tr_s、Δts(n)＝ts(n)-ts_s；定義PWM的最終輸出到開(kāi)關(guān)管的控制量為開(kāi)關(guān)信號(hào)duty；定義整個(gè)開(kāi)關(guān)周期中變壓器等效到原邊的電流為Im，并且基本穩(wěn)定的情況下開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)Im上升的斜率為m1，開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)Im下降的斜率為m2；同時(shí)還要增加一個(gè)額外的監(jiān)測(cè)量用于監(jiān)測(cè)電流來(lái)得到次諧波的影響，這個(gè)監(jiān)測(cè)量代表的是當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的等效到原邊的電流Im的最小值Ipm(n)，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，Ipm(n)＝Ipm_s，而它的變化量則定義為ΔIpm(n)＝Ipm(n)-Ipm_s；而次諧波消除函數(shù)是ton(n)，tr(n)，ts(n)，ton(n-1)，tr(n-1)，ts(n-1)……ton(n-x)，tr(n-x)，ts(n-x)的函數(shù)；②對(duì)“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間的誤差Δton(n)與第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的峰值電流補(bǔ)償量ΔIpeak(n)和第n個(gè)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)”以及“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)與第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n-1)和第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的峰值電流補(bǔ)償量ΔIpeak(n-1)”進(jìn)行狀態(tài)分析，得到下面幾個(gè)關(guān)系式：Δton(n)＝dΔIpeak(n)+eΔIpm(n)(1)ΔIpm(n)＝aΔIpm(n-1)+bΔIpeak(n-1)(2)其中，a，b，d，e都是常系數(shù)；③對(duì)時(shí)間變量開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton進(jìn)行小信號(hào)擾動(dòng)分析，將f(n)小信號(hào)分離，使用開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton做時(shí)間變量的峰值電流控制有f(n)＝a1ton(n)+a2ton(n-1)+…+axton(n-x)，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，Δton(n)<<ton_s，所以進(jìn)行小信號(hào)分離將小信號(hào)時(shí)間變量Δton(n)從ton(n)中分離出來(lái)，于是有:f(n)＝ΔIpeak(n+1)＝a1Δton(n)+a2Δton(n-1)+…+axΔton(n-x)+C(3)其中，a1，a2，…ax是常系數(shù)，C是分離出來(lái)的常數(shù)；④由(1)式中Δton(n)和ΔIpeak(n)以及ΔIpm(n)之間的關(guān)系，將其帶入到(3)式中去，消掉小信號(hào)時(shí)間變量Δton(n)，得到：ΔIpeak(n+1)＝c1ΔIpm(n)+b1ΔIpeak(n)+…+cxΔIpm(n-x)+cxΔIpeak(n-x)(4)之后將(2)式和(4)式結(jié)合起來(lái)就得到迭代矩陣方程：X(n+1)＝M·X(n)(5)其中，方陣M稱為次諧波消除矩陣；⑤求出M的所有特征值，令這些特征值的絕對(duì)值均小于1即可得到對(duì)a1，a2…ax-1，ax的要求即收斂區(qū)間，然后根據(jù)收斂區(qū)間來(lái)對(duì)a1，a2…ax-1，ax進(jìn)行取值就能夠確定出符合條件的次諧波消除函數(shù)(B)在以峰值電流為控制電流，PFM模式為控制模式的情況下，定義峰值電流為Ipeak，這時(shí)，控制電流Iqt就是峰值電流Ipeak；步驟①的內(nèi)容與(A)中①的內(nèi)容相同；②對(duì)“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)周期時(shí)間的誤差Δts(n)與第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的峰值電流補(bǔ)償量ΔIpeak(n)和第n個(gè)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)”以及“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)與第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n-1)和第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的峰值電流補(bǔ)償量ΔIpeak(n-1)”進(jìn)行狀態(tài)分析，得到下面幾個(gè)關(guān)系式：Δts(n)＝dΔIpeak(n)+eΔIpm(n)(8)ΔIpm(n)＝aΔIpm(n-1)+bΔIpeak(n-1)(9)其中，a，b，d，e都是常系數(shù)；③對(duì)時(shí)間變量開(kāi)關(guān)周期時(shí)間ts進(jìn)行小信號(hào)擾動(dòng)分析，將f(n)小信號(hào)分離，使用開(kāi)關(guān)周期時(shí)間ts做時(shí)間變量的峰值電流控制，有f(n)＝a1ts(n)+a2ts(n-1)+…+axts(n-x)，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，Δts(n)<<ts_s，所以可以進(jìn)行小信號(hào)分離將小信號(hào)時(shí)間變量Δts(n)從ts(n)中分離出來(lái)，于是有:f(n)＝ΔIpeak(n+1)＝a1Δts(n)+a2Δts(n-1)+…+axΔts(n-x)+C(10)其中，a1，a2，…ax是常系數(shù)，C是分離出來(lái)的常數(shù)；④由(8)式中Δts(n)和ΔIpeak(n)以及ΔIpm(n)之間的關(guān)系，將其帶入到(10)式中去，就可以消掉小信號(hào)時(shí)間變量Δts(n)，即得到：ΔIpeak(n+1)＝c1ΔIpm(n)+b1ΔIpeak(n)+…+cxΔIpm(n-x)+cxΔIpeak(n-x)(11)之后將(9)式和(11)式結(jié)合起來(lái)就得到迭代矩陣方程：X(n+1)＝M·X(n)(12)其中，方陣M稱為次諧波消除矩陣；⑤求出M的所有特征值，令這些特征值的絕對(duì)值均小于1即得到對(duì)a1，a2…ax-1，ax的要求即收斂區(qū)間。然后根據(jù)收斂區(qū)間來(lái)對(duì)a1，a2…ax-1，ax進(jìn)行取值就能夠確定出符合條件的次諧波消除函數(shù)(C)在以平均電流為控制電流，PWM模式為控制模式的情況下，定義平均電流為Iav，這時(shí)，控制電流Iqt就是平均電流Iav；①定義當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的平均電流為Iav(n)，系統(tǒng)穩(wěn)定無(wú)擾動(dòng)時(shí)平均電流為Iav_s，當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期平均電流的補(bǔ)償量為ΔIav(n)＝Iav(n)-Iav_s；在次諧波消除函數(shù)確定模塊中用到的ΔIav(n)是與確定前的次諧波消除函數(shù)f(n)有關(guān)的一個(gè)未確定的量，定義當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間為ton(n)，關(guān)斷時(shí)間為tr(n)，周期時(shí)間為ts(n)，定義系統(tǒng)穩(wěn)定無(wú)擾動(dòng)時(shí)的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間為ton_s，關(guān)斷時(shí)間為tr_s，周期時(shí)間為ts_s，定義當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間、關(guān)斷時(shí)間和周期時(shí)間的誤差分別為Δton(n)＝ton(n)-ton_s，Δtr(n)＝tr(n)-tr_s，Δts(n)＝ts(n)-ts_s；定義PWM的最終輸出到開(kāi)關(guān)管的控制量為duty；定義整個(gè)開(kāi)關(guān)周期中變壓器等效到原邊的電流為Im，并且基本穩(wěn)定的情況下開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)Im上升的斜率為m1，開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)Im下降的斜率為m2；同時(shí)還要增加一個(gè)額外的監(jiān)測(cè)量用于監(jiān)測(cè)電流來(lái)得到次諧波的影響，這個(gè)監(jiān)測(cè)量代表的是當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的等效到原邊的電流Im的最小值Ipm(n)，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，Ipm(n)＝Ipm_s，而它的變化量則定義為ΔIpm(n)＝Ipm(n)-Ipm_s；而次諧波消除函數(shù)是ton(n)，tr(n)，ts(n)，ton(n-1)，tr(n-1)，ts(n-1)……ton(n-x)，tr(n-x)，ts(n-x)的函數(shù)；②對(duì)“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間的誤差Δton(n)與第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的平均電流補(bǔ)償量ΔIav(n)和第n個(gè)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)”以及“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)與第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n-1)和第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的平均電流補(bǔ)償量ΔIav(n-1)”進(jìn)行狀態(tài)分析，得到下面幾個(gè)關(guān)系式：Δton(n)＝dΔIav(n)+eΔIpm(n)(15)ΔIpm(n)＝aΔIpm(n-1)+bΔIav(n-1)(16)其中，a，b，d，e都是常系數(shù)；③對(duì)時(shí)間變量開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton進(jìn)行小信號(hào)擾動(dòng)分析，將f(n)小信號(hào)分離，使用開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton做時(shí)間變量的平均電流控制，有f(n)＝a1ton(n)+a2ton(n-1)+…+axton(n-x)，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，Δton(n)<<ton_s，所以可以進(jìn)行小信號(hào)分離將小信號(hào)時(shí)間變量Δton(n)從ton(n)中分離出來(lái)，于是有:f(n)＝ΔIav(n+1)＝a1Δton(n)+a2Δton(n-1)+…+axΔton(n-x)+C(17)其中，a1，a2，…ax是常系數(shù)，C是分離出來(lái)的常數(shù)；④由(15)式中Δton(n)和ΔIav(n)以及ΔIpm(n)之間的關(guān)系，將其帶入到(17)式中去，就可以消掉小信號(hào)時(shí)間變量Δton(n)，即得到：ΔIav(n+1)＝c1ΔIpm(n)+b1ΔIav(n)+…+cxΔIpm(n-x)+cxΔIav(n-x)(18)之后將(16)式和(18)式結(jié)合起來(lái)就得到迭代矩陣方程：X(n+1)＝M·X(n)(19)其中，方陣M稱為次諧波消除矩陣；⑤求出M的所有特征值，令這些特征值的絕對(duì)值均小于1即可得到對(duì)a1，a2…ax-1，ax的要求即收斂區(qū)間。然后根據(jù)收斂區(qū)間來(lái)對(duì)a1，a2…ax-1，ax進(jìn)行取值就能夠確定出符合條件的次諧波消除函數(shù)(D)在以平均電流為控制電流，PFM模式為控制模式的情況下，定義平均電流為Iav，這時(shí)，控制電流Iqt就是平均電流Iav；步驟①的內(nèi)容與(C)中①的內(nèi)容相同；②對(duì)“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)周期時(shí)間的誤差Δts(n)與第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的平均電流補(bǔ)償量ΔIav(n)和第n個(gè)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)”以及“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)與第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n-1)和第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的平均電流補(bǔ)償量ΔIav(n-1)”進(jìn)行狀態(tài)分析，得到下面幾個(gè)關(guān)系式：Δts(n)＝dΔIav(n)+eΔIpm(n)(22)ΔIpm(n)＝aΔIpm(n-1)+bΔIav(n-1)(23)其中，a，b，d，e都是常系數(shù)；③對(duì)時(shí)間變量開(kāi)關(guān)周期時(shí)間ts進(jìn)行小信號(hào)擾動(dòng)分析，將f(n)小信號(hào)分離，開(kāi)關(guān)周期時(shí)間ts做時(shí)間變量的平均電流控制，有f(n)＝a1ts(n)+a2ts(n-1)+…+axts(n-x)，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，Δts(n)<<ts_s，所以可以進(jìn)行小信號(hào)分離將小信號(hào)時(shí)間變量Δts(n)從ts(n)中分離出來(lái)，于是有:f(n)＝ΔIav(n+1)＝a1Δts(n)+a2Δts(n-1)+…+axΔts(n-x)+C(24)其中，a1，a2，…ax是常系數(shù)，C是分離出來(lái)的常數(shù)；④由(22)式中Δts(n)和ΔIav(n)以及ΔIpm(n)之間的關(guān)系，將其帶入到(24)式中去，就可以消掉小信號(hào)時(shí)間變量Δts(n)，即得到：ΔIav(n+1)＝c1ΔIpm(n)+b1ΔIav(n)+…+cxΔIpm(n-x)+cxΔIav(n-x)(25)之后將(23)式和(25)式結(jié)合起來(lái)就得到迭代矩陣方程：X(n+1)＝M·X(n)(26)其中，方陣M稱為次諧波消除矩陣；⑤求出M的所有特征值，令這些特征值的絕對(duì)值均小于1即可得到對(duì)a1，a2…ax-1，ax的要求即收斂區(qū)間。然后根據(jù)收斂區(qū)間來(lái)對(duì)a1，a2…ax-1，ax進(jìn)行取值就能夠確定出出符合條件的次諧波消除函數(shù)2)在次諧波消除函數(shù)確定模塊將次諧波消除函數(shù)確定之后，控制電流補(bǔ)償量計(jì)算模塊將這個(gè)周期輸入的ton(n)、ts(n)、tr(n)和根據(jù)維度存儲(chǔ)的之前x周期的所有開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton、開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)間tr、開(kāi)關(guān)周期時(shí)間ts的值代入到對(duì)應(yīng)的控制電流方式及脈沖調(diào)制控制模式確定后的的次諧波消除函數(shù)中去，得到相應(yīng)的第n+1個(gè)周期的控制電流的補(bǔ)償量因?yàn)樵谶@個(gè)周期結(jié)束的時(shí)候，時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊才將這個(gè)周期得到的ton(n)、ts(n)和tr(n)輸出給次諧波消除模塊，并且因?yàn)橄轮芷谝婚_(kāi)始很短的時(shí)間內(nèi)就能完成補(bǔ)償，所以這個(gè)周期計(jì)算得到的控制電流的補(bǔ)償量只能在下個(gè)周期，即第n+1個(gè)周期成功使用；控制電流補(bǔ)償值輸出模塊用于輸出次諧波消除模塊的最終輸出，即控制電流的補(bǔ)償量ΔIqt(n+1)；3)在脈沖調(diào)制模塊中，首先用PID模塊得到的VPI計(jì)算出不考慮次諧波影響的控制電流值Iqt_s，然后將次諧波消除模塊的最終輸出控制電流補(bǔ)償量ΔIqt(n+1)與不考慮次諧波影響的控制電流值Iqt_s相加，得到加上了補(bǔ)償?shù)淖罱K控制電流Iqt(n+1)，從而得到開(kāi)關(guān)信號(hào)duty，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)電源功率管的控制，完成通過(guò)給控制電流加補(bǔ)償?shù)姆绞较沃C波振蕩的環(huán)路控制。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及顯著效果：1、本發(fā)明提出使用時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算補(bǔ)償函數(shù)的方法，去除了傳統(tǒng)方法中使用的斜坡電壓，能夠很好的通過(guò)算法補(bǔ)償來(lái)達(dá)到消除次諧波振蕩的目的。2、本發(fā)明使用數(shù)字補(bǔ)償控制電流的方法來(lái)消除次諧波振蕩，實(shí)現(xiàn)電路簡(jiǎn)單穩(wěn)定且成本低。3、本發(fā)明顯然不僅僅限于用于舉例的峰值電流、平均電流控制方法，在其他類似的電流控制方法中，消除次諧波的思路和計(jì)算方法是全然相同的。同樣的，本發(fā)明也可以推廣到PWM、PFM之外的諸多控制模式中(如只需要把PWM的例子中推導(dǎo)和計(jì)算過(guò)程中的所有Δton(n)全部替換成Δts(n)來(lái)分析計(jì)算即可推廣到PFM，思路和公式?jīng)]有變化，DPWM、DPFM等也類似)，而這種通過(guò)補(bǔ)償來(lái)消除次諧波振蕩的思路也可以推廣到其他各種由于擾動(dòng)產(chǎn)生干擾的不同情況中，用補(bǔ)償來(lái)消除擾動(dòng)造成的影響。同時(shí)，這種補(bǔ)償除了補(bǔ)償在控制電流上外，也可以直接補(bǔ)償在時(shí)間變量如周期時(shí)間ts上，同樣可以達(dá)到消除次諧波的目的(將ΔIqt(n+1)替換為Δts(n+1))。4、本發(fā)明增加的次諧波消除模塊和時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊對(duì)一般情況的設(shè)計(jì)環(huán)路的穩(wěn)定性和性能不會(huì)產(chǎn)生影響。5、本發(fā)明可以提高電路設(shè)計(jì)的靈活性，由于電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)思路明確，可以靈活調(diào)整增加的模塊在整體環(huán)路中所處的位置，使得應(yīng)用控制更加廣泛。6、本發(fā)明能適用于各類開(kāi)關(guān)電源電路結(jié)構(gòu)，具備通用性，可復(fù)用性和可移植性；即同樣的，在出現(xiàn)次諧波振蕩的情況下通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)電源ton、tr、ts之間關(guān)系的分析，加上補(bǔ)償以達(dá)到消除次諧波的目的。附圖說(shuō)明圖1a是本發(fā)明次諧波消除方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖1b是實(shí)驗(yàn)的思路圖。具體介紹了判斷圖1a中的給出的次諧波消除的方法是否有效的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證思維過(guò)程；圖2a是在峰值電流為控制電流，控制模式為PWM模式的實(shí)驗(yàn)仿真中，不加補(bǔ)償時(shí)的原邊反饋反激變換器的波形圖，可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生了次諧波振蕩；圖2b是在峰值電流為控制電流，控制模式為PWM模式的實(shí)驗(yàn)仿真中，加上補(bǔ)償后的原邊反饋反激變換器的波形圖，可以發(fā)現(xiàn)，消除了次諧波振蕩；圖3a是在平均電流為控制電流，控制模式為PWM模式的實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，不加補(bǔ)償時(shí)的原邊反饋反激變換器的波形圖，可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生了次諧波振蕩；圖3b是在平均電流為控制電流，控制模式為PWM模式的實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，加上補(bǔ)償后的原邊反饋反激變換器的波形圖，可以發(fā)現(xiàn)，消除了次諧波振蕩。具體實(shí)施方式參看圖1a，是本發(fā)明專利使用的消除次諧波的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)中包括采樣模塊、誤差計(jì)算模塊、PID模塊以及脈沖調(diào)制模塊(PWM或PFM)，該控制系統(tǒng)與受控的開(kāi)關(guān)電源連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)。采樣模塊包括采樣電路和采樣計(jì)算模塊，采樣電路通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)電源輸出電壓的分壓進(jìn)行采樣得到輸出電壓的信息作為采樣計(jì)算模塊的輸入，采樣計(jì)算模塊根據(jù)采樣電路對(duì)輸出分壓的采樣結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，得到輸出電壓大小的信號(hào)Vo。誤差計(jì)算模塊的輸入是采樣模塊的輸出Vo，根據(jù)計(jì)算參考電壓Vref減去輸出電壓Vo的差，即為當(dāng)前采樣得到的誤差，記為e1，輸出給PID模塊。PID模塊輸入為誤差計(jì)算模塊輸出的誤差信號(hào)e1，首先對(duì)PID模塊運(yùn)算賦初值VPI0，然后根據(jù)脈沖調(diào)制模塊的比例系數(shù)kp、積分參數(shù)ki的PI參數(shù)值進(jìn)行PID運(yùn)算，每周期將補(bǔ)償計(jì)算結(jié)果VPI輸出給脈沖調(diào)制模塊，脈沖調(diào)制模塊輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)duty對(duì)開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行控制。本發(fā)明在控制系統(tǒng)中增加了時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊和次諧波消除模塊，通過(guò)時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊計(jì)算出開(kāi)關(guān)不同的時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)而通過(guò)次諧波消除模塊確定補(bǔ)償函數(shù)和計(jì)算控制電流的補(bǔ)償量，利用給控制電流加補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)消除次諧波振蕩；包括以下步驟：(1)時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊包括開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton的計(jì)算、關(guān)斷時(shí)間tr的計(jì)算和周期時(shí)間ts的計(jì)算，時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊的輸入是脈沖調(diào)制模塊的開(kāi)關(guān)信號(hào)duty輸出，在開(kāi)關(guān)信號(hào)duty的上升沿將導(dǎo)通時(shí)間ton、周期時(shí)間ts、關(guān)斷時(shí)間tr的計(jì)數(shù)器都?xì)w零并開(kāi)始導(dǎo)通時(shí)間ton和周期時(shí)間ts的計(jì)數(shù)，在開(kāi)關(guān)信號(hào)duty的下降沿停止導(dǎo)通時(shí)間ton的計(jì)數(shù)，得到這個(gè)周期的導(dǎo)通時(shí)間ton的值，同時(shí)開(kāi)始關(guān)斷時(shí)間tr的計(jì)數(shù)，在開(kāi)關(guān)信號(hào)duty的下一個(gè)上升沿，停止周期時(shí)間ts和關(guān)斷時(shí)間tr的計(jì)數(shù)，得到這個(gè)周期的周期時(shí)間ts和關(guān)斷時(shí)間tr的值，將這個(gè)周期的周期時(shí)間ts、關(guān)斷時(shí)間tr、導(dǎo)通時(shí)間ton的值輸出給次諧波消除模塊，同時(shí)將導(dǎo)通時(shí)間ton、周期時(shí)間ts、關(guān)斷時(shí)間tr的計(jì)數(shù)器都?xì)w零并開(kāi)始下一個(gè)周期的導(dǎo)通時(shí)間ton和周期時(shí)間ts的計(jì)數(shù)，如此循環(huán)，使每個(gè)周期都能得到本周期的周期時(shí)間ts、關(guān)斷時(shí)間tr、導(dǎo)通時(shí)間ton的值，并且將本周期的周期時(shí)間ts、關(guān)斷時(shí)間tr、導(dǎo)通時(shí)間ton的值，分別記為ts(n)、tr(n)和ton(n)。(2)次諧波消除模塊的輸入是時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊中得到的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton、關(guān)斷時(shí)間tr以及周期時(shí)間ts，次諧波消除模塊包括次諧波消除函數(shù)確定模塊、控制電流補(bǔ)償量計(jì)算模塊和控制電流補(bǔ)償值輸出模塊。1)次諧波消除函數(shù)確定模塊需根據(jù)采用不同的控制電流方式及不同的脈沖調(diào)制控制模式確定出相應(yīng)的次諧波消除函數(shù)：(A)在以峰值電流為控制電流，PWM模式為控制模式的情況下，定義峰值電流為Ipeak，這時(shí)，控制電流Iqt就是峰值電流Ipeak；①定義當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的峰值電流為Ipeak(n)，系統(tǒng)穩(wěn)定無(wú)擾動(dòng)時(shí)峰值電流為Ipeak_s(因?yàn)檫@里不考慮次諧波影響的峰值電流沒(méi)有涉及到次諧波，所以這里就沒(méi)有考慮不同周期Ipeak_s的不同，沒(méi)有寫成Ipeak_s(n)，而是直接用Ipeak_s泛指系統(tǒng)穩(wěn)定無(wú)擾動(dòng)時(shí)的峰值電流)而當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期峰值電流的補(bǔ)償量為ΔIpeak(n)＝Ipeak(n)-Ipeak_s(這里的ΔIpeak(n)只是在次諧波消除函數(shù)確定模塊的具體分析過(guò)程中使用到時(shí)，與未確定的次諧波消除函數(shù)f(n)有關(guān)的未確定的一個(gè)值，而在次諧波消除函數(shù)確定模塊將次諧波消除函數(shù)確定之后，ΔIpeak(n)則是通過(guò)向確定的次諧波消除函數(shù)代入ton(n)，tr(n)，ts(n)，ton(n-1)，tr(n-1)，ts(n-1)……ton(n-x)，tr(n-x)，ts(n-x)的值之后計(jì)算出來(lái)的確定的數(shù)值)；定義當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間為ton(n)，關(guān)斷時(shí)間為tr(n)，周期時(shí)間為ts(n)，定義系統(tǒng)穩(wěn)定無(wú)擾動(dòng)時(shí)的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間為ton_s，關(guān)斷時(shí)間為tr_s，周期時(shí)間為ts_s，定義當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間、關(guān)斷時(shí)間和周期時(shí)間的誤差分別為Δton(n)＝ton(n)-ton_s、Δtr(n)＝tr(n)-tr_s、Δts(n)＝ts(n)-ts_s；定義PWM的最終輸出到開(kāi)關(guān)管的控制量為開(kāi)關(guān)信號(hào)duty；定義整個(gè)開(kāi)關(guān)周期中變壓器等效到原邊的電流為Im，并且基本穩(wěn)定的情況下開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)Im上升的斜率為m1，開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)Im下降的斜率為m2；同時(shí)還要增加一個(gè)額外的監(jiān)測(cè)量用于監(jiān)測(cè)電流來(lái)得到次諧波的影響，這個(gè)監(jiān)測(cè)量代表的是當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的等效到原邊的電流Im的最小值Ipm(n)，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，Ipm(n)＝Ipm_s，而它的變化量則定義為ΔIpm(n)＝Ipm(n)-Ipm_s；次諧波消除函數(shù)是ton(n)，tr(n)，ts(n)，ton(n-1)，tr(n-1)，ts(n-1)……ton(n-x)，tr(n-x)，ts(n-x)的函數(shù)，在未確定下來(lái)之前，用f(n)表示，在經(jīng)過(guò)次諧波消除函數(shù)確定模塊最終確定下來(lái)之后，用表示；其中，ton(n-x)，tr(n-x)，ts(n-x)分別代表在本周期前x個(gè)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)間，開(kāi)關(guān)周期時(shí)間。②對(duì)“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間的誤差Δton(n)與第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的峰值電流補(bǔ)償量ΔIpeak(n)和第n個(gè)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)”以及“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)與第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n-1)和第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的峰值電流補(bǔ)償量ΔIpeak(n-1)”進(jìn)行狀態(tài)分析，得到下面幾個(gè)關(guān)系式：Δton(n)＝dΔIpeak(n)+eΔIpm(n)(1)ΔIpm(n)＝aΔIpm(n-1)+bΔIpeak(n-1)(2)其中，a，b，d，e都是常系數(shù)(這里的參數(shù)在以下不同控制電流及控制模式情況下的分析值是不同的，但是分析方法卻是一致的，并且也都是簡(jiǎn)單的比例關(guān)系，最終值也都是確定的常系數(shù))；③對(duì)時(shí)間變量開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton進(jìn)行小信號(hào)擾動(dòng)分析，將f(n)小信號(hào)分離，使用開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton做時(shí)間變量的峰值電流控制有f(n)＝a1ton(n)+a2ton(n-1)+…+axton(n-x)，(f(n)是在確定次諧波消除函數(shù)的過(guò)程中表示尚未確定下來(lái)的次諧波消除函數(shù)，就是說(shuō)這個(gè)函數(shù)還沒(méi)有確定下來(lái)，下同)，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，Δton(n)<<ton_s，所以進(jìn)行小信號(hào)分離將小信號(hào)時(shí)間變量Δton(n)從ton(n)中分離出來(lái)，于是有:f(n)＝ΔIpeak(n+1)＝a1Δton(n)+a2Δton(n-1)+…+axΔton(n-x)+C(3)其中，a1，a2，…ax是常系數(shù)，C是分離出來(lái)的常數(shù)；④由(1)式中Δton(n)和ΔIpeak(n)以及ΔIpm(n)之間的關(guān)系，將其帶入到(3)式中去，消掉小信號(hào)時(shí)間變量Δton(n)，得到：ΔIpeak(n+1)＝c1ΔIpm(n)+b1ΔIpeak(n)+…+cxΔIpm(n-x)+cxΔIpeak(n-x)(4)之后將(2)式和(4)式結(jié)合起來(lái)就得到迭代矩陣方程：X(n+1)＝M·X(n)(5)其中，方陣M稱為次諧波消除矩陣；⑤求出M的所有特征值，令這些特征值的絕對(duì)值均小于1即可得到對(duì)a1，a2…ax-1，ax的要求即收斂區(qū)間，然后根據(jù)收斂區(qū)間來(lái)對(duì)a1，a2…ax-1，ax進(jìn)行取值最終設(shè)計(jì)出符合條件的已確定的次諧波消除函數(shù)至此，次諧波消除函數(shù)確定模塊其實(shí)就完成了任務(wù)，即確定下來(lái)了具體的確定的次諧波消除函數(shù)。(B)在以峰值電流為控制電流，PFM模式為控制模式的情況下，定義峰值電流為Ipeak，這時(shí)，控制電流Iqt就是峰值電流Ipeak；①的內(nèi)容與(A)中①的內(nèi)容相同；②對(duì)“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)周期時(shí)間的誤差Δts(n)與第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的峰值電流補(bǔ)償量ΔIpeak(n)和第n個(gè)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)”以及“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)與第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n-1)和第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的峰值電流補(bǔ)償量ΔIpeak(n-1)”進(jìn)行狀態(tài)分析，得到下面幾個(gè)關(guān)系式：Δts(n)＝dΔIpeak(n)+eΔIpm(n)(8)ΔIpm(n)＝aΔIpm(n-1)+bΔIpeak(n-1)(9)其中，a，b，d，e都是常系數(shù)。③對(duì)時(shí)間變量開(kāi)關(guān)周期時(shí)間ts進(jìn)行小信號(hào)擾動(dòng)分析，將f(n)小信號(hào)分離，使用開(kāi)關(guān)周期時(shí)間ts做時(shí)間變量的峰值電流控制，有f(n)＝a1ts(n)+a2ts(n-1)+…+axts(n-x)，，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，Δts(n)<<ts_s，所以可以進(jìn)行小信號(hào)分離將小信號(hào)時(shí)間變量Δts(n)從ts(n)中分離出來(lái)，于是有:f(n)＝ΔIpeak(n+1)＝a1Δts(n)+a2Δts(n-1)+…+axΔts(n-x)+C(10)其中，a1，a2，…ax是常系數(shù)，C是分離出來(lái)的常數(shù)；④由(8)式中Δts(n)和ΔIpeak(n)以及ΔIpm(n)之間的關(guān)系，將其帶入到(10)式中去，就可以消掉小信號(hào)時(shí)間變量Δts(n)，即得到：ΔIpeak(n+1)＝c1ΔIpm(n)+b1ΔIpeak(n)+…+cxΔIpm(n-x)+cxΔIpeak(n-x)(11)之后將(9)式和(11)式結(jié)合起來(lái)就得到迭代矩陣方程：X(n+1)＝M·X(n)(12)其中，方陣M稱為次諧波消除矩陣；⑤求出M的所有特征值，令這些特征值的絕對(duì)值均小于1即得到對(duì)a1，a2…ax-1，ax的要求即收斂區(qū)間。然后根據(jù)收斂區(qū)間來(lái)對(duì)a1，a2…ax-1，ax進(jìn)行取值就可以最終設(shè)計(jì)出符合條件的已確定的次諧波消除函數(shù)至此，次諧波消除函數(shù)確定模塊其實(shí)就完成了任務(wù)，即確定下來(lái)了具體的確定的次諧波消除函數(shù)。(C)在以平均電流為控制電流，PWM模式為控制模式的情況下，定義平均電流為Iav，這時(shí)，控制電流Iqt就是平均電流Iav；①定義當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的平均電流為Iav(n)，系統(tǒng)穩(wěn)定無(wú)擾動(dòng)時(shí)平均電流為Iav_s(和(A)中提到的Ipeak_s一樣，沒(méi)有考慮不同周期Iav_s的不同，沒(méi)有寫成Iav_s(n)，而是直接用Iav_s泛指系統(tǒng)穩(wěn)定無(wú)擾動(dòng)時(shí)的平均電流)，而當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期平均電流的補(bǔ)償量為ΔIav(n)＝Iav(n)-Iav_s，這里的ΔIav(n)在次諧波消除函數(shù)確定模塊的具體分析過(guò)程中使用到時(shí)，是與未確定的次諧波消除函數(shù)f(n)有關(guān)的未確定的一個(gè)式子，而在次諧波消除函數(shù)確定模塊將次諧波消除函數(shù)確定之后，ΔIav(n)則是通過(guò)向確定的次諧波消除函數(shù)代入ton(n)，tr(n)，ts(n)，ton(n-1)，tr(n-1)，ts(n-1)……ton(n-x)，tr(n-x)，ts(n-x)的值之后計(jì)算出來(lái)的確定的數(shù)值；定義當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間為ton(n)，關(guān)斷時(shí)間為tr(n)，周期時(shí)間為ts(n)，定義系統(tǒng)穩(wěn)定無(wú)擾動(dòng)時(shí)的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間為ton_s，關(guān)斷時(shí)間為tr_s，周期時(shí)間為ts_s，定義當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間、關(guān)斷時(shí)間和周期時(shí)間的誤差分別為Δtr(n)＝tr(n)-tr_s，Δts(n)＝ts(n)-ts_s；定義PWM的最終輸出到開(kāi)關(guān)管的控制量為duty；定義整個(gè)開(kāi)關(guān)周期中變壓器等效到原邊的電流為Im，并且基本穩(wěn)定的情況下開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)Im上升的斜率為m1，開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)Im下降的斜率為m2；同時(shí)還要增加一個(gè)額外的監(jiān)測(cè)量用于監(jiān)測(cè)電流來(lái)得到次諧波的影響，這個(gè)監(jiān)測(cè)量代表的是當(dāng)前開(kāi)關(guān)周期的等效到原邊的電流Im的最小值Ipm(n)，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)，Ipm(n)＝Ipm_s，而它的變化量則定義為ΔIpm(n)＝Ipm(n)-Ipm_s；而次諧波消除函數(shù)是ton(n)，tr(n)，ts(n)，ton(n-1)，tr(n-1)，ts(n-1)……ton(n-x)，tr(n-x)，ts(n-x)的函數(shù)，在未確定下來(lái)之前，用f(n)表示，經(jīng)過(guò)次諧波消除函數(shù)確定模塊最終確定下來(lái)之后，用表示。②對(duì)“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間的誤差Δton(n)與第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的平均電流補(bǔ)償量ΔIav(n)和第n個(gè)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)”以及“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)與第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n-1)和第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的平均電流補(bǔ)償量ΔIav(n-1)”進(jìn)行狀態(tài)分析，得到下面幾個(gè)關(guān)系式：Δton(n)＝dΔIav(n)+eΔIpm(n)(15)ΔIpm(n)＝aΔIpm(n-1)+bΔIav(n-1)(16)其中，a，b，d，e都是常系數(shù)；③對(duì)時(shí)間變量開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton進(jìn)行小信號(hào)擾動(dòng)分析，將f(n)小信號(hào)分離，使用開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton做時(shí)間變量的平均電流控制，有f(n)＝a1ton(n)+a2ton(n-1)+…+axton(n-x)，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，Δton(n)<<ton_s，所以可以進(jìn)行小信號(hào)分離將小信號(hào)時(shí)間變量Δton(n)從ton(n)中分離出來(lái)，于是有:f(n)＝ΔIav(n+1)＝a1Δton(n)+a2Δton(n-1)+…+axΔton(n-x)+C(17)其中，a1，a2，…ax是常系數(shù)，C是分離出來(lái)的常數(shù)；④由(15)式中Δton(n)和ΔIav(n)以及ΔIpm(n)之間的關(guān)系，將其帶入到(17)式中去，就可以消掉小信號(hào)時(shí)間變量Δton(n)，即得到：ΔIav(n+1)＝c1ΔIpm(n)+b1ΔIav(n)+…+cxΔIpm(n-x)+cxΔIav(n-x)(18)之后將(16)式和(18)式結(jié)合起來(lái)就得到迭代矩陣方程：X(n+1)＝M·X(n)(19)其中，方陣M稱為次諧波消除矩陣；⑤求出M的所有特征值，令這些特征值的絕對(duì)值均小于1即可得到對(duì)a1，a2…ax-1，ax的要求即收斂區(qū)間。然后根據(jù)收斂區(qū)間來(lái)對(duì)a1，a2…ax-1，ax進(jìn)行取值就可以最終設(shè)計(jì)出符合條件的已確定的次諧波消除函數(shù)(D)在以平均電流為控制電流，PFM模式為控制模式的情況下，定義平均電流為Iav，這時(shí)，控制電流Iqt就是平均電流Iav；①的內(nèi)容與(C)中①的內(nèi)容相同；②對(duì)“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的開(kāi)關(guān)周期時(shí)間的誤差Δts(n)與第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的平均電流補(bǔ)償量ΔIav(n)和第n個(gè)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)”以及“第n個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n)與第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的監(jiān)測(cè)量的變化量ΔIpm(n-1)和第n-1個(gè)開(kāi)關(guān)周期的平均電流補(bǔ)償量ΔIav(n-1)”進(jìn)行狀態(tài)分析，得到下面幾個(gè)關(guān)系式：Δts(n)＝dΔIav(n)+eΔIpm(n)(22)ΔIpm(n)＝aΔIpm(n-1)+bΔIav(n-1)(23)其中，a，b，d，e都是常系數(shù)；③對(duì)時(shí)間變量開(kāi)關(guān)周期時(shí)間ts進(jìn)行小信號(hào)擾動(dòng)分析，將f(n)小信號(hào)分離，開(kāi)關(guān)周期時(shí)間ts做時(shí)間變量的平均電流控制，有f(n)＝a1ts(n)+a2ts(n-1)+…+axts(n-x)，因?yàn)橥ǔＧ闆r下，Δts(n)<<ts_s，所以可以進(jìn)行小信號(hào)分離將小信號(hào)時(shí)間變量Δts(n)從ts(n)中分離出來(lái)，于是有:f(n)＝ΔIav(n+1)＝a1Δts(n)+a2Δts(n-1)+…+axΔts(n-x)+C(24)其中，a1，a2，…ax是常系數(shù)，C是分離出來(lái)的常數(shù)。④由(22)式中Δts(n)和ΔIav(n)以及ΔIpm(n)之間的關(guān)系，將其帶入到(24)式中去，就可以消掉小信號(hào)時(shí)間變量Δts(n)，即得到：ΔIav(n+1)＝c1ΔIpm(n)+b1ΔIav(n)+…+cxΔIpm(n-x)+cxΔIav(n-x)(25)之后將(23)式和(25)式結(jié)合起來(lái)就得到迭代矩陣方程：X(n+1)＝M·X(n)(26)其中，方陣M稱為次諧波消除矩陣；⑤求出M的所有特征值，令這些特征值的絕對(duì)值均小于1即可得到對(duì)a1，a2…ax-1，ax的要求即收斂區(qū)間。然后根據(jù)收斂區(qū)間來(lái)對(duì)a1，a2…ax-1，ax進(jìn)行取值就可以最終設(shè)計(jì)出符合條件的已確定的次諧波消除函數(shù)2)在次諧波消除函數(shù)確定模塊將次諧波消除函數(shù)確定之后，控制電流補(bǔ)償量計(jì)算模塊將這個(gè)周期輸入的ton(n)、ts(n)、tr(n)和根據(jù)維度(需要多少個(gè)周期的時(shí)間變量作為自變量維度就是幾)存儲(chǔ)的之前x周期的所有開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton、開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)間tr、開(kāi)關(guān)周期時(shí)間ts的值代入到對(duì)應(yīng)的控制電流方式及脈沖調(diào)制控制模式確定后的的次諧波消除函數(shù)中去，得到相應(yīng)的第n+1個(gè)周期的控制電流的補(bǔ)償量因?yàn)樵谶@個(gè)周期結(jié)束的時(shí)候，時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊才將這個(gè)周期得到的ton(n)、ts(n)和tr(n)輸出給次諧波消除模塊，并且因?yàn)橄轮芷谝婚_(kāi)始很短的時(shí)間內(nèi)就能完成補(bǔ)償，所以這個(gè)周期計(jì)算得到的控制電流的補(bǔ)償量只能在下個(gè)周期，即第n+1個(gè)周期成功使用；控制電流補(bǔ)償值輸出模塊用于輸出次諧波消除模塊的最終輸出，即控制電流的補(bǔ)償量ΔIqt(n+1)。3)在脈沖調(diào)制模塊中，首先用PID模塊得到的VPI計(jì)算出不考慮次諧波影響的控制電流值Iqt_s(因?yàn)檫@里脈沖調(diào)制模塊利用VPI計(jì)算出不考慮次諧波影響的控制電流值Iqt_s步驟中沒(méi)有涉及到次諧波，屬于已有公知技術(shù)，所以這里就沒(méi)有考慮不同周期Iqt_s的不同，即沒(méi)有寫成Iqt_s(n)而是直接用Iqt_s泛指系統(tǒng)穩(wěn)定無(wú)擾動(dòng)時(shí)脈沖調(diào)制模塊通過(guò)VPI計(jì)算出的不考慮次諧波影響的控制電流值Iqt_s)，然后將次諧波消除模塊的最終輸出控制電流補(bǔ)償量ΔIqt(n+1)與不考慮次諧波影響的控制電流值Iqt_s相加，得到加上了補(bǔ)償?shù)淖罱K控制電流Iqt(n+1)(就是說(shuō)這里有公式Iqt(n+1)＝Iqt_s+ΔIqt(n+1))，從而得到開(kāi)關(guān)信號(hào)duty(無(wú)論是平均電流控制還是峰值電流控制，在有了控制電流值之后，得到duty屬于公知技術(shù))，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)電源功率管的控制，完成通過(guò)給控制電流加補(bǔ)償?shù)姆绞较沃C波振蕩的環(huán)路控制。上述步驟3)對(duì)于采用不同的控制電流及不同的控制模式的具體實(shí)例如下：峰值電流控制，PWM模式：PWM模塊的輸入為PID模塊的補(bǔ)償結(jié)果VPI和次諧波消除模塊輸出的峰值電流補(bǔ)償量ΔIpeak(n)；將ΔIpeak(n)和VPI相加得到這個(gè)周期的控制量Vp_c，再通過(guò)PWM模式控制，得到這個(gè)周期的峰值電流控制的固定峰值電流控制值Ipeak(n)，然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)開(kāi)關(guān)電源功率管的柵極實(shí)現(xiàn)峰值電流控制方式的環(huán)路控制，即當(dāng)原邊電流上升到超給定的峰值電流Ipeak(n)時(shí)控制開(kāi)關(guān)電源功率管關(guān)斷，在周期結(jié)束時(shí)，即內(nèi)部計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到一個(gè)周期時(shí)，將開(kāi)關(guān)電源功率管打開(kāi)；進(jìn)入下一個(gè)周期，當(dāng)原邊電流上升到超給定的峰值電流Ipeak(n+1)時(shí)控制開(kāi)關(guān)電源功率管關(guān)斷，重復(fù)上述過(guò)程進(jìn)行循環(huán)控制開(kāi)關(guān)電源功率管的開(kāi)通和關(guān)斷。峰值電流控制，PFM模式：PFM模塊的輸入為PID模塊的補(bǔ)償結(jié)果VPI和次諧波消除模塊輸出的峰值電流補(bǔ)償量ΔIpeak(n)；將ΔIpeak(n)和VPI相加得到這個(gè)周期的控制量Vp_c，再通過(guò)PFM模式控制，得到這個(gè)周期的峰值電流控制的固定峰值電流控制值Ipeak(n)，然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)開(kāi)關(guān)電源功率管的柵極實(shí)現(xiàn)峰值電流控制方式的環(huán)路控制，即當(dāng)原邊電流上升到超給定的峰值電流Ipeak(n)時(shí)控制開(kāi)關(guān)電源功率管關(guān)斷，在周期結(jié)束時(shí)，即內(nèi)部計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到一個(gè)周期時(shí)，將開(kāi)關(guān)電源功率管打開(kāi)；進(jìn)入下一個(gè)周期，當(dāng)原邊電流上升到超給定的峰值電流Ipeak(n+1)時(shí)控制開(kāi)關(guān)電源功率管關(guān)斷，重復(fù)上述過(guò)程進(jìn)行循環(huán)控制開(kāi)關(guān)電源功率管的開(kāi)通和關(guān)斷。平均電流控制，PWM模式：PWM模塊的輸入為PID模塊的補(bǔ)償結(jié)果VPI和次諧波消除模塊輸出的峰值電流補(bǔ)償量ΔIav(n)；將ΔIav(n)和VPI相加得到這個(gè)周期的控制量Vp_c，再通過(guò)PWM模式控制，得到這個(gè)周期的平均電流控制的固定平均電流控制值Iav(n),然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)開(kāi)關(guān)電源功率管的柵極實(shí)現(xiàn)平均電流控制方式的環(huán)路控制，即記錄下從開(kāi)關(guān)導(dǎo)通到原邊電流上升到超給定的平均電流Iav(n)所用的時(shí)間，并在延遲這么長(zhǎng)的時(shí)間后控制開(kāi)關(guān)電源功率管關(guān)斷，在周期結(jié)束時(shí)，即內(nèi)部計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到一個(gè)周期時(shí)，將開(kāi)關(guān)電源功率管打開(kāi)；進(jìn)入下一個(gè)周期重復(fù)上述過(guò)程進(jìn)行循環(huán)控制開(kāi)關(guān)電源功率管的開(kāi)通和關(guān)斷。平均電流控制，PFM模式：PFM模塊的輸入為PID模塊的補(bǔ)償結(jié)果VPI和次諧波消除模塊輸出的平均電流補(bǔ)償量ΔIav(n)；將ΔIav(n)和VPI相加得到這個(gè)周期的控制量Vp_c，再通過(guò)PFM模式控制，得到這個(gè)周期的平均電流控制的固定平均電流控制值Iav(n)，然后通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)開(kāi)關(guān)電源功率管的柵極實(shí)現(xiàn)平均電流控制方式的環(huán)路控制，即記錄下從開(kāi)關(guān)導(dǎo)通到原邊電流上升到超給定的平均電流Iav(n)所用的時(shí)間，并在延遲這么長(zhǎng)的時(shí)間后控制開(kāi)關(guān)電源功率管關(guān)斷，在周期結(jié)束時(shí)，即內(nèi)部計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到一個(gè)周期時(shí)，將開(kāi)關(guān)電源功率管打開(kāi)；進(jìn)入下一個(gè)周期重復(fù)上述過(guò)程進(jìn)行循環(huán)控制開(kāi)關(guān)電源功率管的開(kāi)通和關(guān)斷。在以峰值電流為控制電流，控制模式為PWM模式為例的實(shí)驗(yàn)仿真中，在原邊反饋反激變換器的主結(jié)構(gòu)部分，我們使用的是如表1所示的參數(shù)。量值單位Vin90～370VRL>4ΩIo≤5ANp:Ns:Na34:6:4--Lp260uHLlk10uHCl680uF表1：模型參數(shù)時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊用于計(jì)算開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間ton。時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算電路的輸入是PWM模塊最終的duty輸出，在duty的上升沿將ton的計(jì)數(shù)器counter_ton歸零并開(kāi)始導(dǎo)通時(shí)間ton的計(jì)數(shù)，直到duty的下降沿出現(xiàn)，停止ton的計(jì)數(shù)，這時(shí)候的counter_ton的值便是這個(gè)周期的導(dǎo)通時(shí)間ton的值，在duty的下一個(gè)上升沿，將前面計(jì)數(shù)器得到的counter_ton作為這個(gè)周期的導(dǎo)通時(shí)間ton(n)的輸出并將其輸出給次諧波消除模塊，同時(shí)將counter_ton置0，如此循環(huán)，得以每個(gè)周期都能得到本周期的ton(n)的值。按照上述時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算的方法，在這個(gè)周期結(jié)束的時(shí)候，時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊才將這個(gè)周期的ton(n)輸出給次諧波消除模塊，所以需要注意的是要在下個(gè)周期(這里指第n+1個(gè)周期)的一開(kāi)始很短的時(shí)間內(nèi)完成次諧波消除模塊的運(yùn)行使得下個(gè)周期的峰值控制電流Ipeak(n+1)能夠得到及時(shí)的補(bǔ)償，而因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō)計(jì)算時(shí)間在應(yīng)該在幾個(gè)采樣時(shí)間(sampletime)內(nèi)完成，要比導(dǎo)通時(shí)間小很多，所以在周期開(kāi)始的時(shí)候計(jì)算這個(gè)周期的補(bǔ)償量是可行的，后面的具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。在這次具體實(shí)驗(yàn)仿真中，對(duì)于次諧波消除函數(shù)f(n)，我們?nèi)∽詈?jiǎn)單的ton的一次線性函數(shù)來(lái)做一些測(cè)試以驗(yàn)證本發(fā)明的可行性：f(n)＝cton(n)(這里的函數(shù)還沒(méi)有完全確定下來(lái)，所以仍然用的是f(n)表示)其中c為常系數(shù)。之后補(bǔ)償量計(jì)算模塊最終通過(guò)次諧波消除函數(shù)f(n)＝cton(n)將輸入的ton的值代入進(jìn)去得到最終的峰值電流補(bǔ)償量ΔIpeak(n+1)＝f(n)＝cton(n)；使用公式ΔIpeak(n+1)＝f(n)＝cton(n)和來(lái)進(jìn)行矩陣計(jì)算得到代表次諧波的放大倍數(shù)的方陣計(jì)算出M的所有特征值，如果所有特征值的絕對(duì)值都小于1，那么根據(jù)X(n)＝M·X(n)(其中，)，很容易知道，隨著周期的增加，由于擾動(dòng)而出現(xiàn)的次諧波振蕩會(huì)被逐漸的消除，所以，約束條件就是“讓M的所有的特征值的絕對(duì)值都小于1”。通過(guò)進(jìn)行上述計(jì)算，很容易得到這次仿真實(shí)驗(yàn)中，次諧波消除函數(shù)f(n)＝cton(n)時(shí)，要使M所有特征值的絕對(duì)值小于1，對(duì)常系數(shù)c的要求是：在D>0.5的時(shí)候，如果c＝0，即不加補(bǔ)償，那么顯然如果有擾動(dòng)，系統(tǒng)應(yīng)該會(huì)產(chǎn)生次諧波振蕩，在這個(gè)條件下分析約束條件和得到的對(duì)c的要求，很容易可以分析出，在D>0.5并且c＝0的時(shí)候，有這代表本發(fā)明給出的方法中，也能得出占空比大于0.5并且不加上補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候，系統(tǒng)不能自己消除次諧波的結(jié)論?，F(xiàn)在考慮D＝0.6而不加補(bǔ)償?shù)那闆r，根據(jù)上述分析可以知道，D>0.5，此時(shí)如果出現(xiàn)擾動(dòng)，則理論上應(yīng)該會(huì)導(dǎo)致次諧波振蕩的產(chǎn)生；再考慮加上補(bǔ)償(即)(到這一步，次諧波消除函數(shù)確定模塊完成任務(wù)，確定下來(lái)次諧波消除函數(shù)，用表示)的情況，這時(shí)，有即符合約束條件，這表示理論上系統(tǒng)加上的補(bǔ)償之后，能夠消除次諧波，那么此時(shí)如果出現(xiàn)擾動(dòng)，理論上也應(yīng)該能夠消除掉，即最后的輸出波形中不應(yīng)該觀測(cè)到持續(xù)的次諧波振蕩。所以要驗(yàn)證次諧波出現(xiàn)時(shí)本專利給出的解決方案是可行的，只需要實(shí)驗(yàn)結(jié)果和上述理論結(jié)果相一致，所以我們用如表2中的參數(shù)做了一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。表2：對(duì)比實(shí)驗(yàn)參數(shù)次諧波消除模塊最終通過(guò)峰值電流補(bǔ)償值輸出模塊輸出峰值電流補(bǔ)償量ΔIpeak(n+1)。峰值電流補(bǔ)償值輸出模塊將補(bǔ)償值計(jì)算模塊計(jì)算得到的下個(gè)周期的補(bǔ)償量ΔIpeak(n+1)輸出給PWM模塊。在平均電流為控制電流，控制模式為PWM模式的實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，在原邊反饋反激變換器的主結(jié)構(gòu)部分，我們使用的是如表3所示的參數(shù)。量值單位Vin90～370VRs0.5ΩIo4ANp:Ns34:6--Pin0～80WLp260uHLlk10uHCl680uF表3：實(shí)驗(yàn)參數(shù)時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算如下，在這個(gè)周期結(jié)束的時(shí)候，時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊才將這個(gè)周期的ton(n)輸出給次諧波消除模塊，所以需要注意的是要在下個(gè)周期(這里指第n+1個(gè)周期)的一開(kāi)始很短的時(shí)間內(nèi)完成次諧波消除模塊的運(yùn)行使得下個(gè)周期的控制電流Iav(n+1)能夠得到及時(shí)的補(bǔ)償，而因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō)計(jì)算時(shí)間在應(yīng)該在幾個(gè)采樣時(shí)間(sampletime)內(nèi)完成，要比導(dǎo)通時(shí)間小很多，所以在周期開(kāi)始的時(shí)候計(jì)算這個(gè)周期的補(bǔ)償量是可行的，后面的具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。在這次具體實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于次諧波消除函數(shù)f(n)，我們?nèi)∽詈?jiǎn)單的ton的一次線性函數(shù)來(lái)做一些測(cè)試以驗(yàn)證本發(fā)明的可行性：f(n)＝cton(n)其中c為常系數(shù)。之后補(bǔ)償量計(jì)算模塊最終通過(guò)次諧波消除函數(shù)f(n)＝cton(n)將輸入的ton的值代入進(jìn)去得到最終的平均電流補(bǔ)償量ΔIav(n+1)＝f(n)＝cton(n)；使用公式ΔIav(n+1)＝f(n)＝cton(n)和ΔIpm(n+1)＝-ΔIpm(n)+2ΔIav(n)來(lái)進(jìn)行矩陣計(jì)算得到代表次諧波的放大倍數(shù)的方陣計(jì)算出M的所有特征值，如果所有特征值的絕對(duì)值都小于1，那么根據(jù)X(n)＝M·X(n)(其中，)，很容易知道，隨著周期的增加，由于擾動(dòng)而出現(xiàn)的次諧波振蕩會(huì)被逐漸的消除，所以，約束條件就是“讓M的所有的特征值的絕對(duì)值都小于1”。通過(guò)進(jìn)行上述計(jì)算，很容易得到這次仿真實(shí)驗(yàn)中，次諧波消除函數(shù)f(n)＝cton(n)時(shí)，要使M所有特征值的絕對(duì)值小于1，對(duì)常系數(shù)c的要求是：0<c<0.5m1。在D>0.5的時(shí)候，如果c＝0，即不加補(bǔ)償，那么顯然如果有擾動(dòng)，系統(tǒng)應(yīng)該會(huì)產(chǎn)生次諧波振蕩，在這個(gè)條件下分析約束條件和得到的對(duì)c的要求，很容易可以分析出，在D>0.5并且c＝0的時(shí)候，不滿足0<c<0.5m1的條件，這代表本專利給出的方法中，也能得出占空比大于0.5并且不加上補(bǔ)償?shù)臅r(shí)候系統(tǒng)不能自己消除次諧波的結(jié)論。現(xiàn)在考慮D＝0.6而不加補(bǔ)償?shù)那闆r，根據(jù)上述分析可以知道，D>0.5，此時(shí)如果出現(xiàn)擾動(dòng)，則理論上應(yīng)該會(huì)導(dǎo)致次諧波振蕩的產(chǎn)生；再考慮加上補(bǔ)償(即c＝0.1m1)的情況，這時(shí)，有0<c＝0.1m1<0.5m1，即符合約束條件，這表示理論上系統(tǒng)加上(在次諧波消除函數(shù)確定模塊完成功能之前，次諧波消除函數(shù)還沒(méi)有確定下來(lái)，用f(n)表示，而在確定下來(lái)的時(shí)候，即沒(méi)有未知的量，c＝0.1m1，次諧波消除函數(shù)確定模塊完成功能，將確定的次諧波消除函數(shù)用表示)的補(bǔ)償之后，能夠消除次諧波，那么此時(shí)如果出現(xiàn)擾動(dòng)，理論上也應(yīng)該能夠消除掉，即最后的輸出波形中不應(yīng)該觀測(cè)到持續(xù)的次諧波振蕩。所以要驗(yàn)證次諧波出現(xiàn)時(shí)本專利給出的解決方案是可行的，只需要實(shí)驗(yàn)結(jié)果和上述理論結(jié)果相一致，所以我們用如表4中的參數(shù)做了一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)kDc30.6040.60.1m1表4：對(duì)比實(shí)驗(yàn)參數(shù)次諧波消除模塊最終通過(guò)平均電流補(bǔ)償值輸出模塊輸出平均電流補(bǔ)償量ΔIav(n+1)。平均電流補(bǔ)償值輸出模塊將補(bǔ)償值計(jì)算模塊計(jì)算得到的下個(gè)周期的平均電流補(bǔ)償量ΔIav(n+1)輸出給PWM模塊。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選易測(cè)試的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明，在這里已描述的具體實(shí)施方式以外，本發(fā)明仍可以有許多變化。比如說(shuō)，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中都以f(n)＝cton(n)為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明，因?yàn)闆](méi)用到ts和tr，所以具體測(cè)試過(guò)程中提到，但本發(fā)明是考慮了f是ton、ts以及tr的函數(shù)的；再比如說(shuō)，這里的具體實(shí)施方式中用的是峰值電流/平均電流控制和PWM模式為例，但是其實(shí)本發(fā)明所用的方法可以很容易的直接轉(zhuǎn)換到其他控制電流控制和PFM模式等控制調(diào)節(jié)方法中。顯然這些變化不能人為地偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，所有對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的改變，都包括在權(quán)利要求書的涵蓋范圍之內(nèi)。圖1b中具體介紹了判斷圖1a中的給出的次諧波消除的方法是否有效的過(guò)程，這個(gè)圖是為了說(shuō)明實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法正確性的思路而不是算法本身。就是進(jìn)行加上合適的補(bǔ)償和不加補(bǔ)償(相當(dāng)于次諧波消除函數(shù)為0)兩種情況的對(duì)比。在峰值電流為控制電流，控制模式為PWM模式的實(shí)驗(yàn)仿真中，有f(n)＝cton(n)，通過(guò)分析計(jì)算M的特征值，可以得出：當(dāng)時(shí)，矩陣M的特征值的絕對(duì)值均小于1，理論上可以成功的消除次諧波振蕩，即仿真中出現(xiàn)擾動(dòng)的情況下，在原邊反饋反激變換器的輸出波形圖中也應(yīng)該能消除次諧波；而如果在D>0.5并且不加補(bǔ)償(c＝0)的情況下，有或c>m1，理論上是不能消除次諧波振蕩，這時(shí)如果出現(xiàn)擾動(dòng)，理論上在原邊反饋反激變換器的波形圖中應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)次諧波振蕩。如果能驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論，那么就可以說(shuō)明本專利提供的通過(guò)補(bǔ)償峰值電流來(lái)消除次諧波的方法是可用的。而在平均電流為控制電流，控制模式為PWM模式的實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，有通過(guò)分析計(jì)算M的特征值，可以得出：當(dāng)0<c<0.5m1時(shí)，矩陣M的特征值的絕對(duì)值均小于1，理論上可以成功的消除次諧波振蕩，即仿真中出現(xiàn)擾動(dòng)的情況下，在原邊反饋反激變換器的輸出波形圖中也應(yīng)該能消除次諧波；而如果在D>0.5并且不加補(bǔ)償(c＝0)的情況下，理論上是不能消除次諧波振蕩，這時(shí)如果出現(xiàn)擾動(dòng)，理論上在原邊反饋反激變換器的波形圖中應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)次諧波振蕩。如果能驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論，那么就可以說(shuō)明本發(fā)明提供的通過(guò)補(bǔ)償平均電流來(lái)消除次諧波的方法是可用的。參看圖2a，是在峰值電流為控制電流，控制模式為PWM模式的實(shí)驗(yàn)仿真中的實(shí)驗(yàn)，D＝0.6，c＝0，(這里連等式的順序是這樣確定的：首先f(wàn)(n)＝cton(n)是還沒(méi)有確定下次諧波消除函數(shù)來(lái)，所以用f(n)表示；而則是確定下來(lái)了，所以用表示)，即不加補(bǔ)償情況下原邊反饋反激變換器的波形圖。這時(shí)，因?yàn)镈＝0.6>0.5，所以如果不加補(bǔ)償，理論上，系統(tǒng)自己是不能消除次諧波的，而同時(shí)，將D＝0.6，c＝0帶入不等式中，也可以得出不等式是不成立的，這代表著，理論上應(yīng)該要有次諧波振蕩的出現(xiàn)，而從圖中也可以看到，產(chǎn)生了次諧波振蕩，理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合，如果在實(shí)驗(yàn)2中，能夠成功消除次諧波振蕩，就可以證明本發(fā)明提出的消除次諧波振蕩的方法是可行的。參看圖2b，是在峰值電流為控制電流，控制模式為PWM模式的實(shí)驗(yàn)仿真中的實(shí)驗(yàn)，D＝0.6，時(shí)原邊反饋反激變換器的波形圖。這時(shí)，將D＝0.6，帶入不等式中，可以得出，不等式成立，這代表著，理論上應(yīng)該是能夠通過(guò)補(bǔ)償消除次諧波振蕩的，而從圖中也可以看到，成功的消除了次諧波振蕩，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論結(jié)果相符合，成功的驗(yàn)證了本發(fā)明提出的補(bǔ)償消除次諧波的方法的可行性和實(shí)用性。同時(shí)，通過(guò)在峰值電流為控制電流，控制模式為PWM模式的上述圖2a、2b兩個(gè)實(shí)驗(yàn)仿真的控制變量的對(duì)比，可以得出結(jié)論：是本發(fā)明給出的補(bǔ)償方法消除了次諧波。參看圖3a，是在平均電流為控制電流，控制模式為PWM模式的實(shí)際實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)，D＝0.6，c＝0，未加補(bǔ)償?shù)那闆r下原邊反饋反激變換器的波形圖。這時(shí)，因?yàn)镈＝0.6>0.5，所以如果不加補(bǔ)償，理論上，系統(tǒng)自己是不能消除次諧波的，而同時(shí)，c＝0顯然也不符合不等式0<c<0.5m1，這代表著，理論上應(yīng)該要有次諧波振蕩的出現(xiàn)，而從圖中也可以看到，產(chǎn)生了次諧波振蕩，理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合。參看圖3b，是在平均電流為控制電流，控制模式為PWM模式的實(shí)際實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)，D＝0.6，c＝0.1m1，時(shí)原邊反饋反激變換器的波形圖。這時(shí)，將D＝0.6，c＝0.1m1帶入不等式0<c<0.5m1中，可以得出，不等式成立，這代表著，理論上應(yīng)該是能夠通過(guò)補(bǔ)償消除次諧波振蕩的，而從圖中也可以看到，成功的消除了次諧波振蕩，實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論結(jié)果相符合，成功的驗(yàn)證了本專利提出的補(bǔ)償消除次諧波的方法的可行性和實(shí)用性。同時(shí)，通過(guò)圖3a、3b實(shí)驗(yàn)的控制變量的對(duì)比，可以得出結(jié)論：是本發(fā)明給出的補(bǔ)償方法消除了次諧波。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3