仪器仪表学报

作者：罗予贤，郭强，汤沦均

单位：罗予贤,重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054,,郭强,重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054,guoqiang@cqut.edu.cn,汤沦均,重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054,

关键词：移相全桥变换器;模型预测控制;占空比补偿;宽输入电压;负载电流前馈

基金：重庆市自然科学基金面上项目(CSTB2022NSCQ-MSX0997)资助

针对电动汽车车载电源移相全桥变换器宽输入电压工况下，采用传统控制策略存在动态特性差、超调量大的问题，提出了一种模型预测控制与负载电流前馈补偿相结合的改进型控制策略。首先，分析了变压器滞后(Tr-lag)型零电压开关(ZVS)移相全桥变换器的工作原理以及占空比丢失机理；在此基础上，通过数学建模将控制量与丢失占空比解耦，推导出变换器的稳态工作模型。其次，针对占空比丢失导致变换器模型准确性和系统动态性能下降的问题，推导出改进型模型预测控制数学模型，并将其应用于电流内环。同时，引入占空比补偿机制，有效改善了变换器模型准确性和系统动态性能。此外，通过建立系统负载估算模型，在电压外环引入负载电流前馈补偿，解决了系统负载突变时输出电压超调过大的问题。最后，将所提控制策略与传统双闭环控制策略以及滑模控制策略分别进行实验对比。实验结果表明，Tr-lag型ZVS移相全桥变换器采用所提控制策略在整个宽输入电压300~800V工况下，系统发生负载突变时输出过冲电压与下冲电压均被抑制在给定电压的10%以下，且恢复时间均控制在5ms以内，有效提高了变换器对不同车用动力电池电压等级的适应能力，验证了所提控制策略的可行性和优越性，为车载电源系统提供创新性理论依据与工程技术参考。

来源：2026年第1期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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