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龙图腾网获悉浙江大学;国网吉林省电力有限公司申请的专利基于滑模控制的碱液电解槽脉冲电流制氢电路及控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120119292B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510602819.3，技术领域涉及：C25B15/02；该发明授权基于滑模控制的碱液电解槽脉冲电流制氢电路及控制方法是由夏杨红;胡致远;孙勇;李宝聚;张海峰;韦巍设计研发完成，并于2025-05-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于滑模控制的碱液电解槽脉冲电流制氢电路及控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于滑模控制的碱液电解槽脉冲电流制氢电路及控制方法，该电路通过设计滑模控制器实现滑模控制方法，以为碱液电解槽提供脉冲电流进行电解制氢；该电路中，电压源的正极与开关管的集电极相连，电压源的负极与快恢复型二极管的正极、碱液电解槽的负极相连，开关管的发射极与电感的第一端、快恢复型二极管的负极相连，电感的第二端与碱液电解槽的正极相连；通过滑模控制器得到占空比，利用占空比和三角载波调制得到开关管基极上的控制信号，经过电感输出脉冲电流，并将其提供给碱液电解槽进行电解制氢。本发明能够显著降低输出电流纹波，提高电能质量，进而提升电解效率。

本发明授权基于滑模控制的碱液电解槽脉冲电流制氢电路及控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于滑模控制的碱液电解槽脉冲电流制氢电路，其特征在于，包括：电压源、开关管、电感、快恢复型二极管、碱液电解槽和滑模控制器；其中，电压源的正极与开关管的集电极相连，电压源的负极与快恢复型二极管的正极、碱液电解槽的负极相连，开关管的发射极与电感的第一端、快恢复型二极管的负极相连，电感的第二端与碱液电解槽的正极相连；通过滑模控制器得到占空比，利用占空比和三角载波调制得到开关管基极上的控制信号，经过电感输出脉冲电流，将该脉冲电流提供给碱液电解槽进行电解制氢； 所述的基于滑模控制的碱液电解槽脉冲电流制氢电路的控制方法，包括： 实时获取碱液电解槽两端的瞬时电压和瞬时电流，以利用滑模控制器的控制量控制滑模控制器调整占空比；利用占空比和三角载波调制得到开关管基极的控制信号，该控制信号为脉冲信号，产生脉冲功率，经过电感后输出脉冲电流，并将该脉冲电流提供给碱液电解槽进行电解制氢，以使碱液电解槽在低工况下间歇性地工作在最大电解效率对应的最优脉冲功率，最优脉冲功率包括最优脉冲功率的频率、占空比和幅值； 其中，低工况指的是碱液电解槽的电解效率在上升过程中的工作状态；最优脉冲功率的频率、占空比和幅值由碱液电解槽的效率-功率曲线和设定的脉冲功率参考值决定； 所述滑模控制器根据碱液电解槽两端的电压和电流获取，具体通过如下步骤获取： S1、根据控制目标设计滑模控制器的滑模面，其表达式为： s＝λx1+x2 式中，s表示滑模面；x1表示电流误差，电流误差x1通过计算碱液电解槽两端电流iL和电流参考值Iref之间的差值获取；x2表示电流误差x1的一阶导数；λ0表示滑模面的斜率；其中，控制目标为电流误差x1和电流误差的一阶导数x2； S2、基于滑模等效控制方法对滑模控制器的控制量u进行分解，求解出线性滑模控制器的等效控制项ueq，并根据系统性能要求，设计线性滑模控制器的切换控制项un；其中系统性能要求包括滑模到达条件和稳定性条件； S21、对滑模控制器的滑模面的表达式进行求导，得到滑模面的导数并令再将Buck电路的统一微分方程代入其中进行求解，得到等效控制项ueq，表示为： 式中，Vin表示碱液电解槽两端的输入电压，L表示Buck电路中的电感，C表示碱液电解槽的等效电容，R表示碱液电解槽的等效电阻，Iref表示电流参考值； 步骤S22、选取李雅普诺夫函数Vx＝0.5s2，对其求时间的一阶导数，得到李雅普诺夫函数的一阶导数表示为： 为满足滑模到达条件设计切换控制项un，表示为： 式中，sgn·表示符号函数； 此时，系统满足稳定性条件； 所述最优脉冲功率的频率为10Hz；最优脉冲功率的占空比由设定的脉冲功率参考值Pref与最大电解效率对应的电解功率Pmaxeff的比值决定；将占空比与幅值为1、周期为10Hz的低频脉冲三角载波Sc进行比较，得到调制后的脉冲信号，再调制后的脉冲信号乘以最大电解效率对应的电解功率Pmaxeff，得到脉冲功率基准值，作为最优脉冲功率的幅值； 所述占空比通过如下方法获取： 首先实时获取碱液电解槽两端的瞬时电压Uele和瞬时电流Iele；再依据下述公式计算碱液电解槽的平均功率Paver： 式中，T为采样时间间隔，t为采样过程总时间，瞬时电流Iele也是输入至碱液电解槽的脉冲电流iL；然后，将碱液电解槽的平均功率Paver作为设定的脉冲功率参考值Pref与最大电解效率对应的电解功率Pmaxeff进行比值，得到占空比： 式中，d为占空比，也表示脉冲功率的脉冲宽度。

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