一種輸入并聯(lián)輸出并聯(lián)模塊化直流變換器功率均分方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力電子技術(shù)領(lǐng)域在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，尤其設(shè)及一種輸入并聯(lián)輸出 并聯(lián)模塊化直流變換器功率均分方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)電動(dòng)汽車的高速發(fā)展，對(duì)充電粧的需求將出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。為了提高電 力電子變換器的性能，必須提高電源的開關(guān)頻率，常用的IGBT雖然電流大，但工作頻率較 低，故一般采用MOSFET，但MOSFET容量有限。所W傳統(tǒng)電力電子拓?fù)湓诖箅娏鲌?chǎng)合的應(yīng)用 受到了一定的限制。由于功率器件的限制，大電流輸入電源不能與傳統(tǒng)拓?fù)湟粯舆M(jìn)行設(shè)計(jì)， 需要采用新型的拓?fù)渑浜闲滦偷目刂品椒▽?shí)現(xiàn)高輸入電流的變化。通過(guò)輸入并聯(lián)輸出并聯(lián) 把直流變換器模塊組合起來(lái)可適用于大電流輸入大電流輸出型的場(chǎng)合，該種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的均 壓均功率控制方法通常有相同占空比控制，其缺點(diǎn)是模塊參數(shù)不一致則無(wú)法實(shí)現(xiàn)均功率。 而基于有源輸入電壓控制的方法需要采樣每個(gè)模塊的輸入電壓，該種控制比較復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為了克服傳統(tǒng)控制方法的不足，提出了一種用于模塊化高頻直流變換器的 功率均分方法。所述模塊化高頻直流變換器的主電路如圖1所示，由n個(gè)相同的隔離式直 流變換器子模塊通過(guò)輸入端并聯(lián)、輸出端并聯(lián)的形式構(gòu)成，其中n為2或者2 W上數(shù)字。如 圖2所示，每個(gè)子模塊變壓器原邊為由四個(gè)可控MOS管組成的全橋電路，Qi、〇2、〇3、Q4等為 可控MOS管，T1為高頻變壓器，變壓器副邊為二極管整可控流。全橋電路超前臂中點(diǎn)和滯 后臂中點(diǎn)接有LC諧振軟開關(guān)，可進(jìn)一步降低開關(guān)損耗，提高變換效率。
[0004] 本控制方法的特征在于使用輸出電流交叉反饋控制，不需要采樣每個(gè)輸入模塊的 輸入電壓，即使在模塊參數(shù)不一致時(shí)也能實(shí)現(xiàn)模塊之間良好的功率均分。如圖3所示v"t 為輸出電壓給定信號(hào)；V。,為輸出電壓反饋信號(hào)；（;。為電壓調(diào)節(jié)器；v"t為電壓調(diào)節(jié)器輸出， 也是各個(gè)模塊輸出電流的給定信號(hào)；ifi，if2,…，if。分別為對(duì)應(yīng)的各個(gè)模塊的電感電流反 饋信號(hào)；G,為電流誤差調(diào)節(jié)器；Xwti，Xwt2, X"t3,…，Xwt。分別為各個(gè)對(duì)應(yīng)模塊的調(diào)制信號(hào)； K為占空比產(chǎn)生環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，為載波峰值的倒數(shù)；di，d2,…，屯為各個(gè)模塊對(duì)應(yīng)的輸出占 空比信號(hào)。從圖中可W看出，n個(gè)模塊中的任意一個(gè)電流反饋信號(hào)，為其他各個(gè)模塊電流之 和，而非本模塊的電流。
【附圖說(shuō)明】
[0005] 圖1是輸入并聯(lián)輸出并聯(lián)模塊化直流變換器結(jié)構(gòu)圖。
[0006] 圖2是直流子模塊拓?fù)潆娐贰?br>[0007] 圖3是連接n模塊高頻直流變換器控制框圖。
【具體實(shí)施方式】
[000引圖1為輸入并聯(lián)輸出并聯(lián)多模塊直流變換器結(jié)構(gòu)圖，其中模塊1至模塊n為n個(gè) 單獨(dú)的相同直流變換器模塊，模塊1至模塊n在輸入端分別與各自的輸入電容C1至化并 聯(lián)，各個(gè)模塊的輸出端并聯(lián)，組成了輸入并聯(lián)輸出并聯(lián)多模塊直流變換器系統(tǒng)?？刂品绞讲?用輸出電流交叉反饋控制，如圖3所示，Vwt為電壓調(diào)節(jié)器輸出，也是各個(gè)模塊輸出電流的 給定信號(hào)；ifi，if2,…，if。分別為對(duì)應(yīng)的各個(gè)模塊的電感電流反饋信號(hào)；G,為電流誤差調(diào)節(jié) 器；Xwti，X"t2, …，Xwt。分別為各個(gè)對(duì)應(yīng)模塊的調(diào)制信號(hào)；K為占空比產(chǎn)生環(huán)節(jié)傳遞函 數(shù)，為載波峰值的倒數(shù)；di，d2,…，屯為各個(gè)模塊對(duì)應(yīng)的輸出占空比信號(hào)。從圖中可W看出， n個(gè)模塊中的任意一個(gè)電流反饋信號(hào)，為其他各個(gè)模塊電流之和，而非本模塊的電流。假設(shè) 在某一時(shí)刻輸入有一個(gè)擾動(dòng)，從而使模塊1輸入電壓V,,,,增大，Vir-Vin減小。在此時(shí)，v,,,i增大 將導(dǎo)致ill的增大，VII。減小將導(dǎo)致i,,的減小。采用輸出電流交叉反饋控制，由控制環(huán)路可知， d2將減小，di將增大，結(jié)果導(dǎo)致Viiii減小，V,u_i增大。通過(guò)系統(tǒng)控制環(huán)路的調(diào)節(jié)，抑制了電容上 電壓的干擾。，從而使系統(tǒng)重新達(dá)到平衡狀態(tài)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種輸入并聯(lián)輸出并聯(lián)模塊化直流變換器功率均分方法，其特征在于該變換器結(jié)構(gòu) 由n個(gè)隔離型高頻直流變換器子模塊構(gòu)成，輸入側(cè)為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，輸出側(cè)為并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利1所述子模塊選用高頻隔離型單極變換拓?fù)洌涮卣鳛橛伤膫€(gè)MOS管組成 的移相全橋DC-DC變換器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的于模塊全橋電路，其特征在于，在全橋電路的超前臂的中點(diǎn) 和滯后臂的中點(diǎn)之間接入一個(gè)并聯(lián)LC網(wǎng)絡(luò)，L和C的位置可互換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入并聯(lián)輸出并聯(lián)模塊化直流變換器采用輸出電流交叉反 饋控制。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種輸入并聯(lián)輸出并聯(lián)模塊化高頻DC-DC變換器功率均分控制方法，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。采用輸出電流交叉反饋控制方法，不需要采樣每個(gè)輸入模塊的輸入電壓，即使在模塊參數(shù)不一致時(shí)也能實(shí)現(xiàn)模塊之間良好的功率均分，并且能使系統(tǒng)穩(wěn)定。子模塊采用了諧振軟開關(guān)技術(shù)，進(jìn)一步降低了開關(guān)損耗，提高了變換器的工作效率。
【IPC分類】H02M3-335
【公開號(hào)】CN104702115
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510120855
【發(fā)明人】靖文, 嚴(yán)國(guó)軍, 王影星
【申請(qǐng)人】鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月19日