Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种Buck?Boost矩阵变换器运行状态判定装置，包括：微处理器、检测模块、显示器以及直流稳压电源；所述微处理器分别与所述检测模块及显示器相连；所述微处理器，用于建立所述Buck?Boost矩阵变换器的离散迭代非线性映射模型；所述检测模块，用于获取所述电感值、所述电容值、所述负载电阻值及所述Buck?Boost矩阵变换器的直流侧电压值；所述显示器，用于显示所述Buck?Boost矩阵变换器的运行状态；所述直流稳压电源，用于为所述微处理器、所述检测模块以及所述显示器提供电源。实现了根据该运动轨迹对Buck?Boost矩阵变换器是否处于稳定运行的工作状态进行判定，并可确定该变换器实现稳定运行时上述输入参数的变化范围，为实现Buck?Boost矩阵变换器的稳定运行奠定了基础。
【专利说明】
Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定装置
技术领域
[0001] 本实用新型设及非线性系统领域，尤其设及一种Buck-Boost矩阵变换器运行状态 判定装置。
【背景技术】
[0002] Buck-Boost矩阵变换器（Buck-Boost Matrix Converter,简称：BBMC)是一种具有 高电压传输比且可直接输出高品质正弦波的新型电力变换器。Buck-Boost矩阵变换器具有 新型主电路拓扑结构，该拓扑结构不仅保持了传统矩阵变换器输入电流正弦、输入功率因 数可调等系列优点，同时还具有输出电压和频率任意可调，即其电压传输比既可大于1.0、 也可小于1.0,且直接输出高品质的正弦波而无需滤波环节等特点。
[0003] 然而该变换器因属于变结构强非线性系统，其在一定条件下会产生分岔与混浊现 象，因而导致变换器性能不稳定、振荡加剧及不规则电磁噪声过大等问题，直接影响变换器 的运行质量和可靠性。而对于该变换器存在的分岔与混浊现象，由于目前还缺乏相关研究 W对其非线性特性进行分析，因此还无法准确确定变换器的运行状态。
【发明内容】
[0004] 本实用新型提供一种Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定方法及装置，用于为实 现Buck-Boost矩阵变换器的稳定运行奠定基础。
[0005] 本实用新型第一个方面提供一种Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定方法，所述 方法应用于所述Buck-Boost矩阵变换器上，所述方法具体包括：
[0006] 建立所述Buck-Boost矩阵变换器的离散迭代非线性映射模型；
[0007] 根据所述离散迭代非线性映射模型获取所述Buck-Boost矩阵变换器的雅克比矩 阵；
[000引根据所述雅克比矩阵获得所述雅克比矩阵的特征方程；
[0009] 将η组输入参数作为所述特征方程的输入，获得η组所述雅克比矩阵的特征值;每 组所述输入参数包括电感值、电容值、负载电阻值及所述Buck-Boost矩阵变换器的直流侧 电压值;其中，每组所述输入参数中设置一个变化参数，除所述变化参数外的输入参数保持 固定;所述变化参数为所述电感值、所述电容值、所述负载电阻值及所述Buck-Boost矩阵变 换器的直流侧电压值中的一个；
[0010] 根据所述雅克比矩阵的特征值，绘制运动轨迹;所述运动轨迹为所述雅克比矩阵 的特征值与对应的所述变化参数之间的运动轨迹;所述η为自然数；
[0011] 根据所述运动轨迹判定所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状态。
[0012] 结合第一个方面，在第一种可能的实现方式中，所述建立所述Buck-Boost矩阵变 换器的离散迭代非线性映射模型，包括：
[0013] 根据所述Buck-Boost矩阵变换器的功率开关导通状态和所述Buck-Boost矩阵变 换器的功率开关关断状态建立所述Buck-Boost矩阵变换器的状态微分方程，所述Buck- Boost矩阵变换器的状态微分方程符合基尔霍夫定律；
[0014] 根据所述Buck-Boost矩阵变换器的状态微分方程获取所述Buck-Boost矩阵变换 器的离散迭代非线性映射模型。
[0015] 结合第一个方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述建 立所述Buck-Boost矩阵变换器的离散迭代非线性映射模型，满足如下条件：
[0016] 所述Buck-Boost矩阵变换器中的所有电路元器件等价为理想器件，输入电源等价 为理想电源，所述电路元器件包括:功率开关管、二极管、电感、电容及负载电阻。
[0017] 结合第一个方面，在第Ξ种可能的实现方式中，所述根据所述运动轨迹判定所述 Buck-Boost矩阵变换器的运行状态，包括：
[0018] 当所述运动轨迹处于稳定工作区域时，则所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状态 为稳定工作状态；
[0019] 当所述运动轨迹处于非稳定工作区域时，则所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状 态为出现分岔现象。
[0020] 结合第一个方面的第Ξ种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述稳 定工作区域为单位圆。
[0021] 本实用新型第二个方面提供一种Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定装置，包 括:微处理器、检测模块、显示器W及直流稳压电源；
[0022] 所述微处理器分别与所述检测模块及显示器相连；
[0023] 所述微处理器，用于建立所述Buck-Boost矩阵变换器的离散迭代非线性映射模 型;根据所述离散迭代非线性映射模型获取所述Buck-Boost矩阵变换器的雅克比矩阵;根 据所述雅克比矩阵获得所述雅克比矩阵的特征方程;将η组输入参数作为所述特征方程的 输入，获得η组所述雅克比矩阵的特征值;每组所述输入参数包括电感值、电容值、负载电阻 值及所述Buck-Boost矩阵变换器的直流侧电压值;其中，每组所述输入参数中设置一个变 化参数，除所述变化参数外的输入参数保持固定;所述变化参数为所述电感值、所述电容 值、所述负载电阻值及所述Buck-Boost矩阵变换器的直流侧电压值中的一个;根据所述雅 克比矩阵的特征值，绘制运动轨迹;所述运动轨迹为所述雅克比矩阵的特征值与对应的所 述变化参数之间的运动轨迹;所述η为自然数;根据所述运动轨迹判定所述Buck-Boost矩阵 变换器的运行状态；
[0024] 所述检测模块，用于获取所述电感值、所述电容值、所述负载电阻值及所述Buck- Boost 矩阵变换器的直流侧电压值；
[0025] 所述显示器，用于显示所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状态；
[0026] 所述直流稳压电源，用于为所述微处理器、所述检测模块W及所述显示器提供电 源。
[0027] 结合第二个方面，在第一种可能的实现方式中，所述微处理器建立所述Buck- Boost 矩阵变换器的离散迭代非线性映射模型 ，具体包括：
[0028] 根据所述Buck-Boost矩阵变换器的功率开关导通状态和所述Buck-Boost矩阵变 换器的功率开关关断状态建立所述Buck-Boost矩阵变换器的状态微分方程，所述Buck- Boost 矩阵变换器的状态微分方程符合基尔霍夫定律；
[00巧]根据所述Buck-Boost矩阵变换器的状态微分方程获取所述Buck-Boost矩阵变换 器的离散迭代非线性映射模型。
[0030] 结合第二个方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述微 处理器建立所述Buck-Boost矩阵变换器的离散迭代非线性映射模型，满足如下条件：
[0031] 所述Buck-Boost矩阵变换器中的所有电路元器件等价为理想器件，输入电源等价 为理想电源，所述电路元器件包括:功率开关管、二极管、电感、电容及负载电阻。
[0032] 结合第二个方面，在第Ξ种可能的实现方式中，所述微处理器根据所述运动轨迹 判定所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状态，具体包括：
[0033] 当所述运动轨迹处于稳定工作区域时，则所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状态 为稳定工作状态；
[0034] 当所述运动轨迹处于非稳定工作区域时，则所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状 态为出现分岔现象。
[0035] 结合第二个方面的第Ξ种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述稳 定工作区域为单位圆。
[0036] 结合第二个方面，在第五种可能的实现方式中，所述检测模块，包括：电感检测模 块、电容检测模块、电阻检测模块、电压检测模块；
[0037] 所述微处理器分别与所述电感检测模块、所述电容检测模块、所述电阻检测模块 W及所述电压检测模块相连；
[0038] 所述电感检测模块，用于检测所述Buck-Boost矩阵变换器中电感元件的所述电感 值；
[0039] 所述电容检测模块，用于检测所述Buck-Boost矩阵变换器中电容元件的所述电容 值；
[0040] 所述电阻检测模块，用于检测所述Buck-Boost矩阵变换器的负载电阻值；
[0041] 所述电压检测模块，用于检测所述Buck-Boost矩阵变换器的直流侧电压值。
[0042] 本实施例提供的Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定方法及装置，通过建立所述 Buck-Boost矩阵变换器的离散迭代非线性映射模型;并根据所述离散迭代非线性映射模型 获取所述Buck-Boost矩阵变换器的雅克比矩阵;进一步根据所述雅克比矩阵获得所述雅克 比矩阵的特征方程;之后，将η组输入参数作为所述特征方程的输入，获得η组所述雅克比矩 阵的特征值;每组所述输入参数包括电感值、电容值、负载电阻值及所述Buck-Boost矩阵变 换器的直流侧电压值;其中，每组所述输入参数中设置一个变化参数，除所述变化参数外的 输入参数保持固定；所述变化参数为所述电感值、所述电容值、所述负载电阻值及所述 Buck-Boost矩阵变换器的直流侧电压值中的一个;从而根据所述雅克比矩阵的特征值，绘 制运动轨迹;所述运动轨迹为所述雅克比矩阵的特征值与对应的所述变化参数之间的运动 轨迹;所述η为自然数；最终根据所述运动轨迹判定所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状 态。实现了根据该运动轨迹对Buck-Boost矩阵变换器是否处于稳定运行的工作状态进行判 定，并可确定该变换器实现稳定运行时上述输入参数的变化范围，为实现Buck-Boost矩阵 变换器的稳定运行奠定了基础。
【附图说明】
[0043] 图1为本实用新型Buck-Boost矩阵变换器的主电路拓扑结构图；
[0044] 图2为本实用新型实施例提供的一种Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定方法流 程图；
[0045] 图3为本实用新型实施例提供的一种Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定装置结 构框图；
[0046] 图4为本实用新型实施例提供的另一种Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定装置 结构框图。
【具体实施方式】
[0047] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[004引参见图1，图1为本实用新型Buck-Boost矩阵变换器的主电路拓扑结构图，该变换 器包括整流级和逆变级两部分，其整流级为一个3/2相矩阵变换器，逆变级则采用Ξ相 Buck-Boost逆变器的结构形式，由于影响Buck-Boost矩阵变换器运行状态的主要因素在于 其逆变级，故在针对该变换器进行运行状态分析时只针对该逆变级进行；同时由图1可见， 该逆变级是由Ξ个结构相同的Buck-Boost DC/DC变换器组成的，故在后续的分析中，W其 中一相Buck-Boost DC/DC变换器为例，其它两相的情况完全相同。
[0049] 图2为本实用新型实施例提供的一种Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定方法流 程图。所述方法应用于所述Buck-Boost矩阵变换器上，参照图2,包括W下步骤：
[0050] 步骤100、建立所述Buck-Boost矩阵变换器的离散迭代非线性映射模型；
[0051] 步骤101、根据所述离散迭代非线性映射模型获取所述Buck-Boost矩阵变换器的 雅克比矩阵；
[0052] 步骤102、根据所述雅克比矩阵获得所述雅克比矩阵的特征方程；
[0053] 步骤103、将η组输入参数作为所述特征方程的输入，获得η组所述雅克比矩阵的特 征值;每组所述输入参数包括电感值、电容值、负载电阻值及所述Buck-Boost矩阵变换器的 直流侧电压值;其中，每组所述输入参数中设置一个变化参数，除所述变化参数外的输入参 数保持固定;所述变化参数为所述电感值、所述电容值、所述负载电阻值及所述Buck-Boost 矩阵变换器的直流侧电压值中的一个；
[0054] 步骤104、根据所述雅克比矩阵的特征值，绘制运动轨迹;所述运动轨迹为所述雅 克比矩阵的特征值与对应的所述变化参数之间的运动轨迹;所述η为自然数；
[0055] 步骤105、根据所述运动轨迹判定所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状态。
[0056] 本实施例提供的Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定方法，通过建立所述Buck- Boost 矩阵变换器的离散迭代非线性映射模型; 并根据所述离散迭代非线性映射模型获取 所述Buck-Boost矩阵变换器的雅克比矩阵;进一步根据所述雅克比矩阵获得所述雅克比矩 阵的特征方程;之后，将η组输入参数作为所述特征方程的输入，获得η组所述雅克比矩阵的 特征值;每组所述输入参数包括电感值、电容值、负载电阻值及所述Buck-Boost矩阵变换器 的直流侧电压值;其中，每组所述输入参数中设置一个变化参数，除所述变化参数外的输入 参数保持固定；所述变化参数为所述电感值、所述电容值、所述负载电阻值及所述Buck- Boost 矩阵变换器的直流侧电压值中的一个; 从而根据所述雅克比矩阵的特征值，绘制运动 轨迹;所述运动轨迹为所述雅克比矩阵的特征值与对应的所述变化参数之间的运动轨迹； 所述η为自然数;最终根据所述运动轨迹判定所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状态。实现 了根据该运动轨迹可对Buck-Boost矩阵变换器是否处于稳定运行的工作状态进行判定，并 可确定该变换器实现稳定运行时上述输入参数的变化范围，为实现Buck-Boost矩阵变换器 的稳定运行奠定了基础。
[0057]可选的，步骤100的一种可行的实现方式为：
[0化引根据所述Buck-Boost矩阵变换器的功率开关导通状态和所述Buck-Boost矩阵变 换器的功率开关关断状态建立所述Buck-Boost矩阵变换器的状态微分方程，所述Buck- Boost 矩阵变换器的状态微分方程符合基尔霍夫定律；
[0059] 根据所述Buck-Boost矩阵变换器的状态微分方程获取所述Buck-Boost矩阵变换 器的离散迭代非线性映射模型。
[0060] 具体的，在建立系统状态微分方程时，作如下假设：（1)将Buck-Boost矩阵变换器 中所有电路元器件视为理想器件，输入电源视为理想电源，所述电路元器件包括:功率开关 管、二极管、电感、电容及负载电阻；（2)鉴于Buck-Boost矩阵变换器的逆变级由Ξ个结构完 全相同的Buck-Boost DC/DC变换器组成，故认为每相Buck-Boost DC/DC变换器的运行状态 也完全相同，因而在分析中W其中一相为例。
[0061 ] WBuck-Boost DC/DC变换器中电感电流和电容电压为系统状态变量，根据该变换 器中功率开关导通和关断两种状态并根据基尔霍夫定律建立系统的状态微分方程，方法如 下：
[0062] Buck-Boost DC/DC变换器中的两个功率开关Τι和T2工作在互补状态，即Τι导通时、 Τ2关断，而Τι关断时、Τ2导通，根据Τι和Τ2的上述两种开关状态并WBuck-Boost DC/DC变换器 中电感电流和电容电压为状态变量，根据基尔霍夫定律分别求出Τι和T2在上述两种开关状 态下的状态微分方程，分别如式(1)和式(2)所示：
,Ε为Buck-Boost矩阵变换器直流侧电压（即Buck-Boost DC/DC变换器的输入电 压）；L为Buck-Boost DC/DC变换器的桥臂电感，C为Buck-Boost DC/DC变换器的桥臂电容，R 为Buck-Boost DC/DC变换器的负载电阻。
[0066] 具体的，对于构建系统离散迭代非线性映射模型，一种可行的实现方式为：
[0067] 1)求系统矩阵Ai和A2的状态转移矩阵，方法如下：
[006引设Φι(0、Φ2(υ分别为矩阵Ai、A2的状态转移矩阵，P为矩阵Ai的特征矩阵，Μ为矩 阵Ρ的逆。求得矩阵Ai的特征矩阵如式(3)所示：
[0069] P=(SI-Ai) (3)
[0070] 然后对矩阵P求逆，所得矩阵P的逆矩阵Μ如式(4)所示：
[0071] M=(SI-Ai)-i (4)
[0072] 再对逆矩阵Μ求拉普拉斯反变换，即得矩阵Ai对应的状态转移矩阵Φι(υ，如式(5) 所示：
[0077] 2)构建系统离散迭代非线性映射模型。
[0078] 设Buck-Boost DC/DC变换器工作在电感电流连续模式下，可得功率开关Τι在一个 开关周期内的占空比为：
[0079]
(7)
[0080] 其中：Iref为电感电流参考值，L为电感，Τ为开关周期。
[0081] 分别对状态微分方程(1)和(2)求解，可得相应的解析表达式分别如式(8)和式(9) 所示：
[0084] 其中：ti为功率开关Τι在一个开关周期T内的开通时间，t2 = T-ti。
[0085] 采用频闪映射法，对ηΤ(Τ为开关周期)时刻进行采样，分别将式(8)、式(9)离散化， 可得相应的离散迭代非线性映射模型，分别如式(10)、式(11)所示。
[0088] 具体的，对于求系统的雅可比矩阵及对应的特征方程，一种可行的实现方式为：
[0089] 1)求系统的雅可比矩阵
[0090] 设系统不动点为在式（1〇)、（11)表示的离散迭代非线性映射模型中，令Χη+1 = Χη = χ*，求出不动点X*，则可推导出Buck-Boost矩阵变换器的离散迭代映射非线性模型在不动 点X*处的雅克比矩阵J(訂为：
[0091]
(12)
[0092] 其中，
xi,n，X2,n分别为第η 次开关周期电感电流和电容电压，Xn为系统状态变量。
[0093] 2)系统雅克比矩阵J(/)对应的特征方程，如式(13)所示：
[0094] det(AI-J(x*)=〇 (13)
[00M]其中，I为与雅克比矩阵阶数相同的单位阵。将式（12)代入式（13)雅克比矩阵特征 方程中，得雅克比矩阵特征多项式，如式(14)所示。
[0096] A2-(Jn+j22)A+Jiij22-Ji2j2i = 0 (14)
[0097] 求解上述特征多项式，得雅克比矩阵特征值λ为：
[0098]
(15)
[0099] 具体的，对于求雅克比矩阵特征值，一种可行的实现方式为：
[0100] WBuck-Boost矩阵变换器中电感、电容、负载电阻及其直流侧电压为输入参数，并 分别W该组输入参数中的任一个为变化参数，其它3个参数保持固定，各选取η组参数代入 式(14)所示的雅克比矩阵特征方程中，得到对应的η个雅克比矩阵特征值。
[0101] 具体的，对于绘制雅克比矩阵特征值的运动轨迹，一种可行的实现方式为：
[0102] 根据求得的4组雅克比矩阵特征值，绘制各组雅克比矩阵特征值分别随相应的变 化参数变化的运动轨迹，其中每组雅克比矩阵特征值包含η个雅克比矩阵特征值;所述变化 参数指Buck-Boost矩阵变换器中电感、电容、负载电阻及其直流侧电压中的一个。
[0103] 具体的，对于系统稳定性分析，一种可行的实现方式为：
[0104] 当所述运动轨迹处于稳定工作区域时，则所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状态 为稳定工作状态；
[0105] 当所述运动轨迹处于非稳定工作区域时，则所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状 态为出现分岔现象。
[0106] 其中，所述稳定工作区域为单位圆。
[0107] 具体的，根据绘制的雅克比矩阵特征值随各变化参数（电感、电容、负载电阻及 Buck-Boost矩阵变换器直流侧电压)变化的运动轨迹，对系统的稳定工作区域进行分析，即 当该运动轨迹均位于单位圆内部时，表示Buck-Boost矩阵变换器处于稳定工作状态，而如 果上述运动轨迹超出了单位圆，则表示系统发生了分岔现象，由此可确定Buck-Boost矩阵 变换器实现稳定运行时上述各变化参数的变化范围。
[0108] 进一步的，本实用新型实施例还提供一种Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定装 置，该装置用于执行上述实施例对应各个步骤。图3为本实用新型实施例提供的一种Buck- Boost 矩阵变换器运行状态判定装置结构框图。包括微处理器 10、检测模块 11、显示器 12W 及直流稳压电源13;
[0109] 所述微处理器10分别与所述检测模块11及显示器12相连；
[0110] 所述微处理器10，用于建立所述Buck-Boost矩阵变换器的离散迭代非线性映射模 型;根据所述离散迭代非线性映射模型获取所述Buck-Boost矩阵变换器的雅克比矩阵;根 据所述雅克比矩阵获得所述雅克比矩阵的特征方程;将η组输入参数作为所述特征方程的 输入，获得η组所述雅克比矩阵的特征值;每组所述输入参数包括电感值、电容值、负载电阻 值及所述Buck-Boost矩阵变换器的直流侧电压值;其中，每组所述输入参数中设置一个变 化参数，除所述变化参数外的输入参数保持固定;所述变化参数为所述电感值、所述电容 值、所述负载电阻值及所述Buck-Boost矩阵变换器的直流侧电压值中的一个;根据所述雅 克比矩阵的特征值，绘制运动轨迹;所述运动轨迹为所述雅克比矩阵的特征值与对应的所 述变化参数之间的运动轨迹;所述η为自然数;根据所述运动轨迹判定所述Buck-Boost矩阵 变换器的运行状态；
[0111] 所述检测模块11，用于获取所述电感值、所述电容值、所述负载电阻值及所述 Buck-Boost矩阵变换器的直流侧电压值；
[0112] 所述显示器12，用于显示所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状态；
[0113] 所述直流稳压电源13,用于为所述微处理器10、所述检测模块11W及所述显示器 12提供电源。
[0114] 本实施例提供的Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定装置，所述微处理器分别与 所述检测模块及显示器相连;其中，所述微处理器建立所述Buck-Boost矩阵变换器的离散 迭代非线性映射模型；所述微处理器根据所述离散迭代非线性映射模型获取所述Buck- Boost 矩阵变换器的雅克比矩阵; 所述微处理器根据所述雅克比矩阵获得所述雅克比矩阵 的特征方程;所述微处理器将η组输入参数作为所述特征方程的输入，获得η组所述雅克比 矩阵的特征值;每组所述输入参数包括电感值、电容值、负载电阻值及所述Buck-Boost矩阵 变换器的直流侧电压值;其中，每组所述输入参数中设置一个变化参数，除所述变化参数外 的输入参数保持固定;所述变化参数为所述电感值、所述电容值、所述负载电阻值及所述 Buck-Boost矩阵变换器的直流侧电压值中的一个;所述微处理器根据所述雅克比矩阵的特 征值，绘制运动轨迹;所述运动轨迹为所述雅克比矩阵的特征值与对应的所述变化参数之 间的运动轨迹;所述η为自然数;所述微处理器根据所述运动轨迹判定所述Buck-Boost矩阵 变换器的运行状态;所述检测模块获取所述电感值、所述电容值、所述负载电阻值及所述 Buck-Boost矩阵变换器的直流侧电压值;所述显示器显示所述Buck-Boost矩阵变换器的运 行状态;所述直流稳压电源为所述微处理器、所述检测模块W及所述显示器提供电源。实现 了根据该运动轨迹对Buck-Boost矩阵变换器是否处于稳定运行的工作状态进行判定，并可 确定该变换器实现稳定运行时上述输入参数的变化范围，为实现Buck-Boost矩阵变换器的 稳定运行奠定了基础。
[0115] 可选的，所述微处理器10建立所述Buck-Boost矩阵变换器的离散迭代非线性映射 模型，具体包括：
[0116] 根据所述Buck-Boost矩阵变换器的功率开关导通状态和所述Buck-Boost矩阵变 换器的功率开关关断状态建立所述Buck-Boost矩阵变换器的状态微分方程，所述Buck- Boost 矩阵变换器的状态微分方程符合基尔霍夫定律；
[0117] 根据所述Buck-Boost矩阵变换器的状态微分方程获取所述Buck-Boost矩阵变换 器的离散迭代非线性映射模型。
[0118] 可选的，所述微处理器10建立所述Buck-Boost矩阵变换器的离散迭代非线性映射 模型，满足如下条件：
[0119] 所述Buck-Boost矩阵变换器中的所有电路元器件等价为理想器件，输入电源等价 为理想电源，所述电路元器件包括:功率开关管、二极管、电感、电容及负载电阻。
[0120] 可选的，所述微处理器10根据所述运动轨迹判定所述Buck-Boost矩阵变换器的运 行状态，具体包括：
[0121] 当所述运动轨迹处于稳定工作区域时，则所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状态 为稳定工作状态；
[0122] 当所述运动轨迹处于非稳定工作区域时，则所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状 态为出现分岔现象。
[0123] 可选的，所述稳定工作区域为单位圆。
[0124] 在图3的基础上，图4为本实用新型实施例提供的另一种Buck-Boost矩阵变换器运 行状态判定装置结构框图，参照图4,所述检测模块11，包括:电感检测模块110、电容检测模 块111、电阻检测模块112、电压检测模块113;
[0125] 所述微处理器10分别与所述电感检测模块110、所述电容检测模块111、所述电阻 检测模块112W及所述电压检测模块113相连；
[01%] 所述电感检测模块110,用于检测所述Buck-Boost矩阵变换器中电感元件的所述 电感值；
[0127]所述电容检测模块111，用于检测所述Buck-Boost矩阵变换器中电容元件的所述 电容值；
[01%]所述电阻检测模块112,用于检测所述Buck-Boost矩阵变换器的负载电阻值；
[0129] 所述电压检测模块113,用于检测所述Buck-Boost矩阵变换器的直流侧电压值。
[0130] 最后应说明的是：W上各实施例仅用W说明本实用新型的技术方案，而非对其限 审IJ;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当 理解:其依然可W对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部 技术特征进行等同替换；而运些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新 型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1. 一种Buck-Boost矩阵变换器运行状态判定装置，其特征在于，包括:微处理器、检测 模块、显示器以及直流稳压电源； 所述微处理器分别与所述检测模块及显示器相连； 所述微处理器，用于建立所述Buck-Boost矩阵变换器的离散迭代非线性映射模型； 所述检测模块，用于获取电感值、电容值、负载电阻值及所述Buck-Boost矩阵变换器的 直流侧电压值； 所述显示器，用于显示所述Buck-Boost矩阵变换器的运行状态； 所述直流稳压电源，用于为所述微处理器、所述检测模块以及所述显示器提供电源。2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测模块，包括：电感检测模块、电容 检测模块、电阻检测模块、电压检测模块； 所述微处理器分别与所述电感检测模块、所述电容检测模块、所述电阻检测模块以及 所述电压检测模块相连； 所述电感检测模块，用于检测所述Buck-Boost矩阵变换器中电感元件的所述电感值； 所述电容检测模块，用于检测所述Buck-Boost矩阵变换器中电容元件的所述电容值； 所述电阻检测模块，用于检测所述Buck-Boost矩阵变换器的负载电阻值； 所述电压检测模块，用于检测所述Buck-Boost矩阵变换器的直流侧电压值。
【文档编号】G01R31/00GK205484602SQ201620141854
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月24日
【发明人】张小平, 李小秋, 吴智, 宋文浩
【申请人】湖南科技大学