[發(fā)明專利]三電平直流升壓變換器電流峰值控制的雙梯形波補償方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810038543.7
• 申請日: 2008-06-05
• 公開（公告）號: CN101295921A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉文晉;王志新
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M1/40
• 代理公司: 上海交達專利事務(wù)所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本方明涉及的是一種電氣技術(shù)領(lǐng)域直流變換器的控制方法，具體是一種三電平直流升壓變換器電流峰值控制的雙梯形波補償方法。

背景技術(shù)

隨著電機驅(qū)動器、開關(guān)電源、電力變流器等的功率等級要求不斷的提高，高壓大功率直流升壓變換器的研究和利用日益受到工程技術(shù)界的重視。直流升壓變換器可以有效地進行直流升壓，是直流技術(shù)中重要的環(huán)節(jié)。在高壓大功率條件下，傳統(tǒng)的升壓變換器會遇到功率開關(guān)器件電壓應(yīng)力大、電抗器磁飽和和運行可靠性等問題，不能有效的運行。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)和文獻的檢索發(fā)現(xiàn)，Michael?T.Zhang等人在《IEEE?APEC1995》(美國電氣電子工程師協(xié)會功率電子學(xué)年會論文集)(1995年，第435-439頁)上發(fā)表的“Single-Phase?Three-Level?Boost?Power?Factor?CorrectionConverter”(單相三電平升壓功率因素校正變換器)中提出了一種三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能有效減少功率開關(guān)器件電壓應(yīng)力和磁飽和問題；Peter?Barbosa等人在IEEE上發(fā)表的“Analysis?and?Evaluation?the?Two?Switch?Three?Level?BoostRectifier”(兩電平升壓整流器的分析和評定)(IEEE，2001，pp：1659-1664)中提出了電流峰值控制方法，提高了變換器的安全可靠性。但是，沒有能夠?qū)⑦@兩種方法有效的結(jié)合在一起。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種三電平直流升壓變換器電流峰值控制的雙梯形波補償方法，將上述兩種方法有機的結(jié)合起來，使升壓直流變換器能在高壓大功率條件下使用。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括如下步驟：

第一步，控制器完成初始化工作，具體包括：

①獲得功率開關(guān)器件所要求的開關(guān)頻率；

②計算出斜率m₂。

第二步，生成控制補償信號，具體包括：

①一列鋸齒波信號，頻率為功率開關(guān)器件所要求的開關(guān)頻率的2倍，上升斜率m₂≤m_a；

②兩列方波信號，頻率等于功率開關(guān)器件所要求的開關(guān)頻率，占空比均是50％，相位互差180°；

③兩列方波信號分別加入死區(qū)；

④鋸齒波信號與兩列方波信號分別作邏輯與運算，獲得兩列梯形波補償信號。

第三步，獲得電流控制信號，具體包括：

①基于三電平Boost電路(直流升壓電路)的電壓、電流雙閉環(huán)控制，電壓外環(huán)的輸出值作為電流控制信號的指令值；

②兩列梯形波補償信號分別補償電流指令值，得到兩列電流控制信號。

第四步，完成對功率器件的控制，具體包括：

①采樣三電平直流升壓電抗器上的電流值；

②采樣電流值同時與兩列電流控制信號作比較，采用電流峰值控制方式生成PWM信號；

③生成的PWM信號交錯控制上下兩個功率開關(guān)。

所述的m₂，是指：在三電平Boost電路中，升壓電抗器放電時其電流下降的斜率，計算公式為m2=(Vo2-Vin)Lf,]]>其中V_in為輸入電壓值，V_o為輸出電壓值，L_f為升壓電抗器電感值。

所述的死區(qū)，是指：為了防止在實際硬件電路中，方波信號下降沿與鋸齒波信號下降沿都不是理想的，在邏輯與運算中可能出現(xiàn)非預(yù)計的結(jié)果，將方波信號相對鋸齒波信號作一個微小延時處理，其延時時間t≤0.01T_s，T_s指的是功率開關(guān)器件所要求的開關(guān)頻率。