1.一种低纹波可调直流稳压电源功率开关频率优选方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1,建立直流稳压电源中三相交错并联Buck‑Boost中频逆变电路的状态微分方程;
步骤S2,建立直流稳压电源的总损耗功率与Buck‑Boost中频逆变电路中功率开关频率间的数学模型;
步骤S3,建立直流稳压电源输出电压纹波系数与Buck‑Boost中频逆变电路中功率开关频率间的数学模型;
步骤S4,以功率开关频率为优化对象,以直流稳压电源输出效率和输出电压纹波系数为优化目标,建立优化对象与优化目标间的数学模型;
步骤S5,根据步骤S4所建立的数学模型,采用指数分布优化算法进行优化,得到直流稳压电源在某一输出电压下的最优开关频率;
步骤S6,根据步骤S5所得最优开关频率及其相应的输出电压值,采用数值拟合方法得到直流稳压电源最优开关频率与其输出电压间的函数关系式。
2.根据权利要求1所述的低纹波可调直流稳压电源功率开关频率优选方法,其特征在于,所述步骤S1中,三相交错并联Buck‑Boost中频逆变电路为三相对称的电路结构,其中一相Buck‑Boost中频逆变电路中两个功率开关Q1和Q2为互补工作状态,分别建立该相Buck‑Boost中频逆变电路在两个互补工作状态下的状态微分方程。
3.根据权利要求2所述的低纹波可调直流稳压电源功率开关频率优选方法,其特征在于,所述步骤S2中,先在直流稳压电源的额定输出电压范围内任取某一电压值为起点,并按等间距选取n组电压值;再根据所确定的每组电压值以及步骤S1所建立的状态微分方程,分别建立直流稳压电源的总损耗功率及输出电压纹波系数与Buck‑Boost中频逆变电路中功率开关频率间的数学模型。
4.根据权利要求3所述的低纹波可调直流稳压电源功率开关频率优选方法,其特征在于,所述步骤S2中,具体包括以下步骤:S2‑1,根据步骤S1的状态微分方程,计算三相交错并联Buck‑Boost中频逆变电路的损耗功率;
S2‑2,计算三相不可控整流电路的损耗功率,以及三相PWM整流电路的损耗功率;
S2‑3,基于S2‑1和S2‑2,得到直流稳压电源总损耗功率与Buck‑Boost中频逆变电路中功率开关频率间的数学模型。
5.根据权利要求4所述的低纹波可调直流稳压电源功率开关频率优选方法,其特征在于,所述步骤S3中,具体包括以下步骤:S3‑1,根据Buck‑Boost中频逆变电路中功率开关所允许的最高开关频率,在该频率范围内等间距选取m组开关频率值;
S3‑2,针对S3‑1所选取的每组开关频率值,以及所设定的直流稳压电源输出直流电压值,构建直流稳压电源的电路模型,得到相应的输出直流电压波形;
S3‑3,根据S3‑2所得输出直流电压波形,得到其输出直流电压的纹波系数;
S3‑4,改变功率开关的开关频率值,依次获得相应的纹波系数;
S3‑5,根据所得m组开关频率及其相应的纹波系数,采用数值拟合方法得到输出直流电压纹波系数与开关频率间的函数关系。
6.根据权利要求5所述的低纹波可调直流稳压电源功率开关频率优选方法,其特征在于,所述步骤S5中,具体包括以下步骤:S5‑1,设定初始化种群个体数量N、最大迭代次数Dmax及各优化目标函数的权重系数k1、k2,取迭代次数D的初始值为1;
S5‑2,随机生成初始种群X;
S5‑3,根据优化目标函数计算初始种群X中各个体xi(i=1,…,N)的优化目标函数值f(xi),并取优化目标函数值最小对应的个体为当前最优个体xbest;
new
S5‑4,根据指数分布优化算法对种群X进行更新,由此产生新一代种群个体xi (i=
1,…,N);
new new
S5‑5,计算新一代种群各个体xi (i=1,…,N)的优化目标函数值f(xi ),取其中优化new目标函数值最小对应的个体为种群更新后的最优个体xbest ;
new
S5‑6,比较种群更新后的最优个体xbest 与当前最优个体xbest的目标函数值大小;若fnew new(xbest )>f(xbest),则保持当前最优个体xbest不变;否则,当前最优个体xbest将被xbest 取代;
S5‑7,判断迭代次数是否达到最大迭代次数Dmax;若达到,则执行步骤S5‑8;否则,迭代次数D加1,返回步骤S5‑4;
S5‑8,输出当前最优个体xbest,即获得相应的最优开关频率。
7.根据权利要求6所述的低纹波可调直流稳压电源功率开关频率优选方法,其特征在于,所述直流稳压电源最优开关频率与输出电压间的函数关系式为:式中,fsw(Uo)为最优开关频率函数,Uo为直流稳压电源输出直流电压值,a1,a2,a3,a4,a5,a6为最优开关频率函数中的常系数。