雙向三重dc-dc變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】雙向三重DC-DC變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)，屬于直流變換【技術(shù)領(lǐng)域】。解決了現(xiàn)有電流PI調(diào)節(jié)器在軟件數(shù)字化實(shí)現(xiàn)過(guò)程中電流幅值難以限制，導(dǎo)致易觸發(fā)過(guò)流保護(hù)的問(wèn)題。本發(fā)明在傳統(tǒng)數(shù)字電流均值控制的基礎(chǔ)上級(jí)聯(lián)電流限幅調(diào)節(jié)器，對(duì)PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行再次調(diào)理：根據(jù)電流反饋值與限幅值進(jìn)行比較，當(dāng)電流反饋值小于電流限幅值時(shí)，PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)被直接送出到驅(qū)動(dòng)電路；當(dāng)電流反饋值大于電流限幅值時(shí)，當(dāng)前周期的PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)被封鎖，下一周期時(shí)恢復(fù)正常。本發(fā)明具體應(yīng)用在直流變換領(lǐng)域上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】雙向三重DC-DC變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于直流變換【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]雙向DC-DC變換器能夠?qū)崿F(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，在電動(dòng)汽車(chē)、分布式發(fā)電等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在大功率場(chǎng)合下，雙向DC-DC變換器采用多重化技術(shù)，并且隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，雙向DC-DC變換器也向著數(shù)字化多重交錯(cuò)控制技術(shù)方向發(fā)展。但由于雙向DC-DC變換器的兩個(gè)直流端往往并聯(lián)有大容量電容，尤其在高壓大功率情況下，傳統(tǒng)電流均值閉環(huán)控制方法難以實(shí)現(xiàn)電感電流的動(dòng)態(tài)控制，容易導(dǎo)致過(guò)流停機(jī)，影響了其應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是電流PI調(diào)節(jié)器在軟件數(shù)字化實(shí)現(xiàn)過(guò)程中電流幅值難以限制，易觸發(fā)過(guò)流保護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有電流PI調(diào)節(jié)器在軟件數(shù)字化實(shí)現(xiàn)過(guò)程中電流幅值難以限制，導(dǎo)致易觸發(fā)過(guò)流保護(hù)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種雙向三重DC-DC變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
[0005]雙向三重DC-DC變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它包括雙向三重DC-DC變換器，它還包括3個(gè)電流傳感器、電流檢測(cè)處理電路、I號(hào)減法器、2號(hào)減法器、3號(hào)減法器、電壓PI調(diào)節(jié)器、PWM發(fā)生器、電流限幅調(diào)節(jié)器、驅(qū)動(dòng)電路、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、電流PI調(diào)節(jié)器、I號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器、2號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器和3號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器，
[0006]所述的電阻Rl和電阻R2串聯(lián)后，并聯(lián)在雙向三重DC-DC變換器的高壓信號(hào)輸入端，用于檢測(cè)雙向三重DC-DC變換器的高壓信號(hào)輸入端的端電壓，電阻R3和電阻R4串聯(lián)后，并聯(lián)在雙向三重DC-DC變換器的低壓信號(hào)輸出端，用于檢測(cè)雙向三重DC-DC變換器的低壓信號(hào)輸出端的端電壓，電阻Rl和電阻R2的連接處通過(guò)I號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器與2號(hào)減法器的減數(shù)信號(hào)輸入端連接，2號(hào)減法器的被減數(shù)信號(hào)輸入端用于接收高壓端電壓指令，電阻R3和電阻R4的連接處通過(guò)2號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器與I號(hào)減法器的減數(shù)信號(hào)輸入端連接，I號(hào)減法器的被減數(shù)信號(hào)輸入端用于接收低壓端電壓指令，電壓PI調(diào)節(jié)器的電壓信號(hào)輸入端與單刀雙擲開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)連接，該單刀雙擲開(kāi)關(guān)的常閉靜觸點(diǎn)與2號(hào)減法器的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端連接，該單刀雙擲開(kāi)關(guān)的常開(kāi)靜觸點(diǎn)與或I號(hào)減法器的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端連接，
[0007]2號(hào)減法器的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端作為A，I號(hào)減法器的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端作為B，
[0008]電壓PI調(diào)節(jié)器的信號(hào)輸出端與3號(hào)減法器的被減數(shù)信號(hào)輸入端連接，
[0009]3個(gè)電流傳感器分別用于檢測(cè)雙向三重DC-DC變換器的3個(gè)電感的電流，電流檢測(cè)處理電路用于接收3個(gè)電流傳感器采集的電流信號(hào)，電流檢測(cè)處理電路的電流信號(hào)輸出端同時(shí)與3號(hào)減法器的減數(shù)信號(hào)輸入端和電流限幅調(diào)節(jié)器的電流信號(hào)輸入端連接，且3號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器串聯(lián)在3號(hào)減法器的減數(shù)信號(hào)輸入端和電流檢測(cè)處理電路的電流信號(hào)輸出端之間，3號(hào)減法器的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與電流PI調(diào)節(jié)器的信號(hào)輸入端連接，電流PI調(diào)節(jié)器的信號(hào)輸出端與PWM發(fā)生器的信號(hào)輸入端連接，
[0010]PWM發(fā)生器的PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端與電流限幅調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)輸入端連接，所述的電流限幅調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸入端連接，驅(qū)動(dòng)電路輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)雙向三重DC-DC變換器。
[0011]所述的電流限幅調(diào)節(jié)器包括絕對(duì)值電路、取最大值電路、電流限幅比較器和FPGA，所述的絕對(duì)值電路的信號(hào)輸入端為電流限幅調(diào)節(jié)器的電流信號(hào)輸入端，該絕對(duì)值電路的信號(hào)輸出端與取最大值電路的信號(hào)輸入端連接，所述的取最大值電路的信號(hào)輸出端與電流限幅比較器的正輸入端連接，電流限幅比較器的負(fù)輸入端用于接收參考電壓信號(hào)，電流限幅比較器的信號(hào)輸出端與FPGA的第一信號(hào)輸入端連接，F(xiàn)PGA的第二信號(hào)輸入端與PWM發(fā)生器的PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端連接，F(xiàn)PGA的信號(hào)輸出端為電流限幅調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)輸出端。
[0012]所述的FPGA包括鎖存器和邏輯與運(yùn)算單元，鎖存器用于實(shí)時(shí)采樣電流限幅比較器輸出的信號(hào)Uoli，并將信號(hào)Uoli鎖存后，得到信號(hào)Uol2，鎖存器在每個(gè)PWM周期起始時(shí)被復(fù)位，鎖存器輸出的信號(hào)Uol2被送入到邏輯與運(yùn)算單元，與PWM發(fā)生器輸出的PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，邏輯與運(yùn)算單元輸出PWM’開(kāi)關(guān)信號(hào)。
[0013]雙向三重DC-DC變換器為現(xiàn)有技術(shù)，且雙向三重DC-DC變換器的原理示意圖參見(jiàn)圖3，其中，X表示高壓端，Y表示低壓端，雙向三重DC-DC變換器包括濾波電容、三相半橋功率變換電路和三個(gè)儲(chǔ)能電感，功率管的開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)控制環(huán)節(jié)產(chǎn)生，總體控制思路為電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)，其中，T1表示I號(hào)功率開(kāi)關(guān)管，T2表示2號(hào)功率開(kāi)關(guān)管，T3表示3號(hào)功率開(kāi)關(guān)管，T4表示4號(hào)功率開(kāi)關(guān)管，T5表示5號(hào)功率開(kāi)關(guān)管，T6表示6號(hào)功率開(kāi)關(guān)管，La表示I號(hào)電感，Lb表不2號(hào)電感，Lc表不3號(hào)電感；
[0014]雙向三重DC-DC變換器的工作原理如下:
[0015]雙向三重DC-DC變換器的高壓端和低壓端均可以作為輸入端和輸出端；
[0016]當(dāng)高壓端以電壓U1作為輸入時(shí)，橋式電路中下側(cè)功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)被封鎖，上側(cè)功率管進(jìn)行PWM斬波控制，雙向三重DC-DC變換器工作在Buck電路狀態(tài)，電壓由U1降為U2 ；
[0017]當(dāng)?shù)蛪憾艘噪妷篣2作為輸入時(shí)，橋式電路中上側(cè)功率管驅(qū)動(dòng)信號(hào)被封鎖，下側(cè)功率管進(jìn)行PWM斬波控制，雙向三重DC-DC變換器工作在Boost電路狀態(tài)，電壓由U2升為U10功率管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)如圖4所示，其中，Um表示電流限幅調(diào)節(jié)器輸出的調(diào)制波信號(hào)，Uta表示I號(hào)電感所在支路的三角載波信號(hào)，Utb表示2號(hào)電感所在支路的三角載波信號(hào)，ut。表示3號(hào)電感所在支路的三角載波信號(hào)，PWMl表不I號(hào)開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，PWM2表不2號(hào)功率開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，PWM3表不3號(hào)功率開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，PWM4表不4號(hào)功率開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，PWM5表不5號(hào)功率開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，PWM6表不6號(hào)功率開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0018]定義Buck模式時(shí)下側(cè)功率管PWM斬波信號(hào)的占空比為D1,則穩(wěn)態(tài)下輸入輸出電壓的關(guān)系為:
[0019]U2=D1.U1 ；
[0020]定義Boost模式時(shí)上側(cè)功率管PWM斬波信號(hào)的占空比為D2,則穩(wěn)態(tài)下輸入輸出電壓的關(guān)系為:
[0021]U1
[0022]在數(shù)字控制系統(tǒng)中，由于電流傳感器檢測(cè)到的連續(xù)模擬電流信號(hào)要通過(guò)3號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)，在一個(gè)PWM周期中僅進(jìn)行一次電流采樣，而雙向三重DC-DC變換器中電感電流是不斷變化的，因此很難獲得實(shí)時(shí)的電感電流平均值作為電流反饋量參與電流閉環(huán)調(diào)節(jié)。當(dāng)電感電流連續(xù)時(shí)，在一個(gè)PWM周期內(nèi)電感電流波形為三角波，如圖5，其中，Utk表不支路k的三角載波信號(hào)，ik表不k上的電流,其中k為I號(hào)電感、2號(hào)電感或3號(hào)電感，PWM表示該支路開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，三角波中點(diǎn)值即為電感電流平均值，也是電流采樣點(diǎn)，因此，本發(fā)明通過(guò)采樣中點(diǎn)電流來(lái)獲得電感的平均電流。在數(shù)字實(shí)現(xiàn)時(shí)，利用三角載波達(dá)到最小值點(diǎn)觸發(fā)3號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器。
[0023]本發(fā)明在傳統(tǒng)數(shù)字電流均值控制的基礎(chǔ)上級(jí)聯(lián)電流限幅調(diào)節(jié)器，對(duì)PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行再次調(diào)理:根據(jù)電流反饋值與限幅值進(jìn)行比較，當(dāng)電流反饋值小于電流限幅值時(shí)，PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)被直接送出到驅(qū)動(dòng)電路；當(dāng)電流反饋值大于電流限幅值時(shí)，當(dāng)前周期的PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)被封鎖，下一周期時(shí)恢復(fù)正常。
[0024]本發(fā)明采用電流均值控制和限幅控制相結(jié)合的復(fù)合調(diào)節(jié)方法來(lái)構(gòu)建電流環(huán)，適用于數(shù)字控制的電源系統(tǒng)，能夠提高雙向三重DC-DC變換器運(yùn)行的可靠性，在傳統(tǒng)DC-DC變換器數(shù)字控制中，直接將PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)送入驅(qū)動(dòng)電路中用于驅(qū)動(dòng)功率管，動(dòng)態(tài)過(guò)程中容易導(dǎo)致過(guò)流保護(hù)，本發(fā)明中在傳統(tǒng)PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出之后加入電流限幅調(diào)節(jié)器，克服了電流幅值難以限制，導(dǎo)致的易觸發(fā)過(guò)流保護(hù)的問(wèn)題，因此具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明所述的雙向三重DC-DC變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理示意圖；
[0026]圖2為【具體實(shí)施方式】二所述的電流限幅調(diào)節(jié)器的原理示意圖；
[0027]圖3為雙向三重DC-DC變換器的原理示意圖；
[0028]圖4為圖3中I號(hào)電感所在支路、2號(hào)電感所在支路和3號(hào)電感所在支路的二角載波與對(duì)應(yīng)的支路的PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)的關(guān)系圖；
[0029]圖5為圖4中電流采樣點(diǎn)與該采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的支路斬波工作的功率管PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)的關(guān)系圖；
[0030]圖6為【具體實(shí)施方式】三中，電流限幅調(diào)節(jié)器的工作波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]【具體實(shí)施方式】一:參見(jiàn)圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的雙向三重DC-DC變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它包括雙向三重DC-DC變換器，它還包括3個(gè)電流傳感器1、電流檢測(cè)處理電路2、I號(hào)減法器3、2號(hào)減法器4、3號(hào)減法器6、電壓PI調(diào)節(jié)器5、PWM發(fā)生器7、電流限幅調(diào)節(jié)器8、驅(qū)動(dòng)電路9、電阻Rl、電阻R2、電阻R3、電阻R4、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、電流PI調(diào)節(jié)器10、I號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器、2號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器和3號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器，
[0032]所述的電阻Rl和電阻R2串聯(lián)后，并聯(lián)在雙向三重DC-DC變換器的高壓信號(hào)輸入端，用于檢測(cè)雙向三重DC-DC變換器的高壓信號(hào)輸入端的端電壓，電阻R3和電阻R4串聯(lián)后，并聯(lián)在雙向三重DC-DC變換器的低壓信號(hào)輸出端，用于檢測(cè)雙向三重DC-DC變換器的低壓信號(hào)輸出端的端電壓，電阻Rl和電阻R2的連接處通過(guò)I號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器與2號(hào)減法器4的減數(shù)信號(hào)輸入端連接，2號(hào)減法器4的被減數(shù)信號(hào)輸入端用于接收高壓端電壓指令，電阻R3和電阻R4的連接處通過(guò)2號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器與I號(hào)減法器3的減數(shù)信號(hào)輸入端連接，I號(hào)減法器3的被減數(shù)信號(hào)輸入端用于接收低壓端電壓指令，電壓PI調(diào)節(jié)器5的電壓信號(hào)輸入端與單刀雙擲開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)連接，該單刀雙擲開(kāi)關(guān)的常閉靜觸點(diǎn)與2號(hào)減法器4的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端連接，該單刀雙擲開(kāi)關(guān)的常開(kāi)靜觸點(diǎn)與或I號(hào)減法器3的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端連接，
[0033]2號(hào)減法器4的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端作為A，I號(hào)減法器3的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端作為B，
[0034]電壓PI調(diào)節(jié)器5的信號(hào)輸出端與3號(hào)減法器6的被減數(shù)信號(hào)輸入端連接，
[0035]3個(gè)電流傳感器I分別用于檢測(cè)雙向三重DC-DC變換器的3個(gè)電感的電流，電流檢測(cè)處理電路2用于接收3個(gè)電流傳感器I采集的電流信號(hào)，電流檢測(cè)處理電路2的電流信號(hào)輸出端同時(shí)與3號(hào)減法器6的減數(shù)信號(hào)輸入端和電流限幅調(diào)節(jié)器8的電流信號(hào)輸入端連接，且3號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器串聯(lián)在3號(hào)減法器6的減數(shù)信號(hào)輸入端和電流檢測(cè)處理電路2的電流信號(hào)輸出端之間，3號(hào)減法器6的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與電流PI調(diào)節(jié)器10的信號(hào)輸入端連接，電流PI調(diào)節(jié)器10的信號(hào)輸出端與PWM發(fā)生器7的信號(hào)輸入端連接，
[0036]PWM發(fā)生器7的PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端與電流限幅調(diào)節(jié)器8的控制信號(hào)輸入端連接，所述的電流限幅調(diào)節(jié)器8的控制信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)電路9的控制信號(hào)輸入端連接，驅(qū)動(dòng)電路9輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)雙向三重DC-DC變換器。
[0037]雙向三重DC-DC變換器為現(xiàn)有技術(shù)，且雙向三重DC-DC變換器的原理示意圖參見(jiàn)圖3，雙向三重DC-DC變換器包括濾波電容、三相半橋功率變換電路和三個(gè)儲(chǔ)能電感，功率管的開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)控制環(huán)節(jié)產(chǎn)生，總體控制思路為電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)，其中，T1表示I號(hào)功率開(kāi)關(guān)管，T2表示2號(hào)功率開(kāi)關(guān)管，T3表示3號(hào)功率開(kāi)關(guān)管，T4表示4號(hào)功率開(kāi)關(guān)管，T5表不5號(hào)功率開(kāi)關(guān)管，T6表不6號(hào)功率開(kāi)關(guān)管，La表不I號(hào)電感，Lb表不2號(hào)電感，Lc表不3號(hào)電感；
[0038]當(dāng)要實(shí)現(xiàn)升壓變換時(shí)，電能由雙向三重DC-DC變換器的低壓端流向其高壓端，電壓PI調(diào)節(jié)器5的電壓信號(hào)輸入端接到A處，電壓環(huán)為高壓端電壓閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)高壓端的穩(wěn)壓輸出，此時(shí)雙向三重DC-DC變換器工作在Boost升壓狀態(tài)；
[0039]當(dāng)要實(shí)現(xiàn)降壓變換時(shí)，電能由雙向三重DC-DC變換器的高壓端流向其低壓端，電壓PI調(diào)節(jié)器5的電壓信號(hào)輸入端接到B處，電壓環(huán)為低壓端電壓閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)低壓端的穩(wěn)壓輸出，此時(shí)雙向三重DC-DC變換器工作在Buck降壓狀態(tài)。
[0040]無(wú)論雙向三重DC-DC變換器工作在升壓或降壓狀態(tài)，電流內(nèi)環(huán)指令均來(lái)自于電壓PI調(diào)節(jié)器5的輸出，并且與檢測(cè)電流相比較，經(jīng)過(guò)電流PI調(diào)節(jié)器10得到占空比，在PWM發(fā)生器7中與高頻三角載波比較產(chǎn)生PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)。
[0041]【具體實(shí)施方式】二:參見(jiàn)圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的雙向三重DC-DC變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述的電流限幅調(diào)節(jié)器8包括絕對(duì)值電路8-1、取最大值電路8-2、電流限幅比較器8-3和FPGA8-4，所述的絕對(duì)值電路8-1的信號(hào)輸入端為電流限幅調(diào)節(jié)器8的電流信號(hào)輸入端，該絕對(duì)值電路8-1的信號(hào)輸出端與取最大值電路8-2的信號(hào)輸入端連接，所述的取最大值電路8-2的信號(hào)輸出端與電流限幅比較器8-3的正輸入端連接，電流限幅比較器8-3的負(fù)輸入端用于接收參考電壓信號(hào)，電流限幅比較器8-3的信號(hào)輸出端與FPGA8-4的第一信號(hào)輸入端連接,FPGA8-4的第二信號(hào)輸入端與PWM發(fā)生器7的PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端連接，F(xiàn)PGA8-4的信號(hào)輸出端為電流限幅調(diào)節(jié)器8的控制信號(hào)輸出端。[0042]【具體實(shí)施方式】三:參見(jiàn)圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】二所述的所述的雙向三重DC-DC變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述的FPGA8-4包括鎖存器和邏輯與運(yùn)算單元，鎖存器用于實(shí)時(shí)采樣電流限幅比較器8-3輸出的信號(hào)Uai,
[0043]并將信號(hào)Uoli鎖存后，得到信號(hào)Uol2，鎖存器在每個(gè)PWM周期起始時(shí)被復(fù)位，鎖存器輸出的信號(hào)Uol2被送入到邏輯與運(yùn)算單元，與PWM發(fā)生器7輸出的PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，邏輯與運(yùn)算單元輸出PWM’開(kāi)關(guān)信號(hào)。
[0044]本實(shí)施方式中，電流限幅調(diào)節(jié)器8的工作波形示意圖，具體參見(jiàn)圖6，其中，CLK表示與PWM信號(hào)同步的時(shí)鐘信號(hào)，Utk表示支路k的三角載波信號(hào)，ith表示限流值，ik表示支路k電感電流，
[0045]電流限幅比較器8-3接收的電流信號(hào)幅值小于限流值時(shí)，信號(hào)Um為1，PWM’開(kāi)關(guān)信號(hào)等于PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)，
[0046]電流限幅比較器8-3接收的電流信號(hào)幅值大于或等于限流值時(shí)，信號(hào)Uoli為0，在下一周期之前U%2為0，PWM’開(kāi)關(guān)信號(hào)等于0，PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)被禁止，直到下一周期起始時(shí)鎖存器被復(fù)位。
[0047]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一、二或三所述的所述的雙向三重DC-DC變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述的I號(hào)減法器3、2號(hào)減法器4、電壓PI調(diào)節(jié)器5、3號(hào)減法器6、電流PI調(diào)節(jié)器10和PWM發(fā)生器7均采用DSP實(shí)現(xiàn)。
[0048]本實(shí)施方式中，由電阻Rl和電阻R2檢測(cè)雙向三重DC-DC變換器的高壓信號(hào)輸入端的端電壓，由電阻R3和電阻R4檢測(cè)雙向三重DC-DC變換器的低壓信號(hào)輸出端的端電壓，以及由電流傳感器I和電流檢測(cè)處理電路2檢測(cè)到的電感電流，分別通過(guò)I號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器、2號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器和3號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字量。
【權(quán)利要求】
1.雙向三重DC-DC變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它包括雙向三重DC-DC變換器，其特征在于，它還包括3個(gè)電流傳感器(1)、電流檢測(cè)處理電路(2)、1號(hào)減法器(3)、2號(hào)減法器(4)、3號(hào)減法器(6)、電壓PI調(diào)節(jié)器(5)、PWM發(fā)生器(7)、電流限幅調(diào)節(jié)器(8)、驅(qū)動(dòng)電路(9)、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、單刀雙擲開(kāi)關(guān)、電流PI調(diào)節(jié)器(10)、I號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器、2號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器和3號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器， 所述的電阻Rl和電阻R2串聯(lián)后，并聯(lián)在雙向三重DC-DC變換器的高壓信號(hào)輸入端，用于檢測(cè)雙向三重DC-DC變換器的高壓信號(hào)輸入端的端電壓，電阻R3和電阻R4串聯(lián)后，并聯(lián)在雙向三重DC-DC變換器的低壓信號(hào)輸出端，用于檢測(cè)雙向三重DC-DC變換器的低壓信號(hào)輸出端的端電壓，電阻Rl和電阻R2的連接處通過(guò)I號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器與2號(hào)減法器(4)的減數(shù)信號(hào)輸入端連接，2號(hào)減法器(4)的被減數(shù)信號(hào)輸入端用于接收高壓端電壓指令，電阻R3和電阻R4的連接處通過(guò)2號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器與I號(hào)減法器(3)的減數(shù)信號(hào)輸入端連接，I號(hào)減法器(3)的被減數(shù)信號(hào)輸入端用于接收低壓端電壓指令，電壓PI調(diào)節(jié)器(5)的電壓信號(hào)輸入端與單刀雙擲開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)連接，該單刀雙擲開(kāi)關(guān)的常閉靜觸點(diǎn)與2號(hào)減法器(4)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端連接，該單刀雙擲開(kāi)關(guān)的常開(kāi)靜觸點(diǎn)與或I號(hào)減法器(3)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端連接， 2號(hào)減法器(4)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端作為A，1號(hào)減法器(3)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端作為B， 電壓PI調(diào)節(jié)器(5)的信號(hào)輸出端與3號(hào)減法器(6)的被減數(shù)信號(hào)輸入端連接， 3個(gè)電流傳感器(1)分別用于檢測(cè)雙向三重DC-DC變換器的3個(gè)電感的電流，電流檢測(cè)處理電路(2 )用于接收3個(gè)電流傳感器(1)采集的電流信號(hào)，電流檢測(cè)處理電路(2 )的電流信號(hào)輸出端同時(shí)與3號(hào)減法器(6)的減數(shù)信號(hào)輸入端和電流限幅調(diào)節(jié)器(8)的電流信號(hào)輸入端連接，且3號(hào)A/D轉(zhuǎn)換器串聯(lián)在3號(hào)減法器(6)的減數(shù)信號(hào)輸入端和電流檢測(cè)處理電路(2)的電流信號(hào)輸出端之間，3號(hào)減法器(6)的數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端與電流PI調(diào)節(jié)器(10)的信號(hào)輸入端連接，電流PI調(diào)節(jié)器(10)的信號(hào)輸出端與PWM發(fā)生器(7)的信號(hào)輸入端連接， PWM發(fā)生器(7)的PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端與電流限幅調(diào)節(jié)器(8)的控制信號(hào)輸入端連接，所述的電流限幅調(diào)節(jié)器(8)的控制信號(hào)輸出端與驅(qū)動(dòng)電路(9)的控制信號(hào)輸入端連接，驅(qū)動(dòng)電路(9)輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)雙向三重DC-DC變換器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向三重DC-DC變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述的電流限幅調(diào)節(jié)器(8)包括絕對(duì)值電路(8-1)、取最大值電路(8-2)、電流限幅比較器(8-3)和FPGA (8-4)，所述的絕對(duì)值電路(8-1)的信號(hào)輸入端為電流限幅調(diào)節(jié)器(8)的電流信號(hào)輸入端，該絕對(duì)值電路(8-1)的信號(hào)輸出端與取最大值電路(8-2)的信號(hào)輸入端連接，所述的取最大值電路(8-2)的信號(hào)輸出端與電流限幅比較器(8-3)的正輸入端連接，電流限幅比較器(8-3)的負(fù)輸入端用于接收參考電壓信號(hào)，電流限幅比較器(8-3)的信號(hào)輸出端與FPGA (8-4)的第一信號(hào)輸入端連接，F(xiàn)PGA (8-4)的第二信號(hào)輸入端與PWM發(fā)生器(7)的PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端連接，F(xiàn)PGA (8-4)的信號(hào)輸出端為電流限幅調(diào)節(jié)器(8)的控制信號(hào)輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙向三重DC-DC變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述的FPGA (8-4)包括鎖存器和邏輯與運(yùn)算單元，鎖存器用于實(shí)時(shí)采樣電流限幅比較器(8-3)輸出的信號(hào)Uai，并將信號(hào)Uoli鎖存后，得到信號(hào)Ua2，鎖存器在每個(gè)PWM周期起始時(shí)被復(fù)位，鎖存器輸出的信號(hào)Uol2被送入到邏輯與運(yùn)算單元，與PWM發(fā)生器(7)輸出的PWM開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，邏輯與運(yùn)算單元輸出PWM’開(kāi)關(guān)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的雙向三重DC-DC變換器的電流閉環(huán)復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其特征在于，所述的I號(hào)減法器(3)、 2號(hào)減法器(4)、電壓PI調(diào)節(jié)器(5)、3號(hào)減法器(6)、電流PI調(diào)節(jié)器(10)和PWM發(fā)生器(7)均采用DSP實(shí)現(xiàn)。
【文檔編號(hào)】H02H7/10GK103746551SQ201410028593
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】安群濤, 孫力, 王煒信, 趙克 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)