[發明專利]一種輸入串聯輸出并聯組合變換器的均壓控制方法有效

申請號：	201310194819.1	申請日：	2013-05-21
公開（公告）號：	CN103312150A	公開（公告）日：	2013-09-18
發明（設計）人：	陳武;王廣江	申請（專利權）人：	東南大學
主分類號：	H02M3/00	分類號：	H02M3/00
代理公司：	南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204	代理人：	柏尚春
地址：	210096***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種輸入串聯輸出并聯組合變換器控制方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種基于輸出電壓上翹特性的輸入串聯輸出并聯型組合變換器無互聯均壓控制方法，屬于直流電壓變換領域。

背景技術

隨著電力電子技術的迅速發展，電力電子裝置向著高頻化、模塊化和集成化的方向發展，將多個標準化變換器模塊通過串并聯組合方式構成滿足不同需求的各種電力電子裝置是電力電子系統集成技術的一個研究熱點。輸入串聯輸出并聯（Input-Series?Output-parallel，ISOP）組合變換器作為多模塊串并聯組合變換器的一種，十分適用于高電壓輸入、低電壓大電流輸出應用場合，如軌道交通等行業。

對于ISOP組合變換器來說，其關鍵問題是保證各個模塊在輸入側均壓和輸出側均流。目前，針對ISOP組合變換器的均壓/均流技術研究已得到了廣泛關注。ISOP組合變換器的均壓/均流方案有兩類：一是通過對變換器拓撲結構和連接方式的改變，在控制上不需要專門的均壓環節即可實現各模塊自然均壓/均流；二是通過加入均壓控制環來實現。

第一類自然均壓/均流方案，大多采用相同占空比控制策略，該類方案的優點是控制簡單，無需專門的均壓環節，其不足是沒有從模塊化角度出發，即針對的是模塊化程度不高的變換器，如共用變壓器、輸出濾波電感和控制環節等。

通過加入均壓控制環則可較好的解決自然均壓/均流方案存在的問題，但不足之處是各模塊仍然共用控制環節，系統可擴展性較差，離真正采用標準化模塊直接進行組合還有一定距離。

另外，有學者提出了將控制環節分布到相應功率電路中的方案。這些方案中各變換器模塊的功率和控制電路完全相同，模塊化程度高，且僅依靠模塊之間的控制互聯線進行電壓或電流信息交換就可實現模塊間均衡工作。模塊之間的控制互聯線是保障系統正常工作的關鍵。當控制互聯線出現故障或受到干擾時，會影響整個系統性能，甚至導致其癱瘓，這在一定程度上降低了系統可靠性。

發明內容

發明目的：提出一種基于輸出電壓上翹特性的ISOP組合變換器無互聯均壓控制策略，使ISOP組合變換器各模塊控制之間無任何聯系，更好地實現模塊化設計，提高系統的可靠性。

技術方案：本發明通過如下技術手段加以實現：

一種輸入串聯輸出并聯組合變換器的均壓控制方法，包括如下步驟：

1）采集組合變換器中每個子模塊的輸入電壓v_ini(i=1,2,...,N)及變換器的總輸出電壓V_o的采樣信號v_of；

2）設置參考信號V_ref；

3）將參考信號V_ref加入輸入電壓v_ini中得到各個模塊的參考信號v_refi(i=1,2,...,N)，或者將總輸出電壓V_o的采樣信號v_of與輸入電壓v_ini(i=1,2,...,N)進行相減，得到調整后的各個模塊輸出電壓信號v_ofi(i=1,2,...,N)；

4）將v_refi與v_of進行比較或者將v_ofi與V_ref進行比較，并將比較結果通過輸出電壓調節器產生PWM波驅動開關器件。

步驟1中的每個子模塊的輸入電壓v_ini可替換成每個子模塊的輸出電流i_oi(i=1,2,...,N)。

在步驟3中，用參考信號V_ref與輸出電壓V_o的采樣信號v_of進行比較，其比較結果經輸出電壓校正調節器放大后再加入到參考信號V_ref中。

采樣各個模塊的輸出濾波電感電流，將輸出電壓調節器產生的調節信號與輸出濾波電感電流采樣信號進行比較，通過輸出濾波電感電流調節器，產生PWM波驅動開關器件。

有益效果：本發明中與現有技術相比，其各個模塊在僅根據自身輸入、輸出信息，而不存在任何相互間信息交換的條件下，實現完全獨立、對等的控制，真正實現模塊化設計，具有很高的系統可靠性。此外，每個模塊可以單獨設計控制環路參數，方便參數設計。