[發(fā)明專利]一種電流型雙向DC?DC變換器的最佳電流波形控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510027091.2
• 申請(qǐng)日: 2015-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104578802B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沙德尚;許國(guó);劉弘耀;李斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335
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• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種隔離式電流型雙向DC-DC變換器的最佳電流波形控制方法，基于隔離式電流型雙向DC-DC變換器拓?fù)洌麟娐返蛪簜?cè)由具有有源鉗位電路的電流型半橋拓?fù)錁?gòu)成，高壓側(cè)采用全橋拓?fù)洌话▋蓚€(gè)控制環(huán)路，低壓側(cè)脈寬調(diào)制(PWM)控制環(huán)和移相控制環(huán)；具體控制步驟如下：

步驟一：通過(guò)基準(zhǔn)數(shù)字載波發(fā)生器生成基準(zhǔn)載波V_tr1，初始相位為0；同時(shí)產(chǎn)生與基準(zhǔn)載波相位差180°，開(kāi)關(guān)頻率相同的交錯(cuò)載波V_tr2；V_tr1移相-π/2得到載波V_tr4；

步驟二：低壓側(cè)電壓v_ab和高壓側(cè)電壓v_cd之間的移相控制環(huán)的調(diào)節(jié)；

低壓側(cè)電壓v_ab和高壓側(cè)電壓v_cd之間的移相控制環(huán)通過(guò)電壓傳感器采樣高壓側(cè)電壓v₂的值作為移相控制環(huán)的電壓反饋，計(jì)算電壓給定值V_ref與v₂的差值，該差值作為移相控制環(huán)電壓數(shù)字PI調(diào)節(jié)器1的輸入，電壓數(shù)字PI調(diào)節(jié)器1的輸出經(jīng)限幅器限幅后作為移相控制環(huán)電流數(shù)字PI調(diào)節(jié)器2的給定；通過(guò)電流傳感器采樣低壓側(cè)電流i_L的值作為移相控制環(huán)的電流反饋，計(jì)算電流數(shù)字PI調(diào)節(jié)器給定值與i_L的差值作為電流數(shù)字PI調(diào)節(jié)器2的輸入，電流數(shù)字PI調(diào)節(jié)器2的輸出經(jīng)限幅器限幅后作為移相角Φ；

(1)升壓模式：

當(dāng)0≤Φ≤(2D-1)π時(shí)，其中D為低壓側(cè)每個(gè)橋臂下管占空比，基準(zhǔn)載波V_tr1移相(2D-1)π，通過(guò)載波移相控制器后得到載波V_tr3；

當(dāng)Φ>(2D-1)π時(shí)，基準(zhǔn)載波V_tr1移相Φ，通過(guò)載波移相控制器后得到載波V_tr3；

將V_tr3與其峰值的一半V_tr3(peak)/2經(jīng)比較器比較后得到信號(hào)S_2and3，其經(jīng)反向器反向后得到開(kāi)關(guān)管信號(hào)S_1and4；

載波V_tr4與比較得到控制信號(hào)S_4s,將S_4s移相180度得到控制信號(hào)S_3s；

將信號(hào)S_4s與信號(hào)S_1and4經(jīng)過(guò)或門運(yùn)算得到副邊開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)S₄，將S₄反向得到開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)S₂；

將信號(hào)S_3s與信號(hào)S_2and3經(jīng)過(guò)或門運(yùn)算得到副邊開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)S₃，將S₃反向得到開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)S₁；

(2)降壓模式：

當(dāng)-(2D-1)π≤Φ<0時(shí)，基準(zhǔn)載波V_tr1移相0，通過(guò)載波移相控制器后得到載波V_tr3；

當(dāng)Φ<-(2D-1)π時(shí)，基準(zhǔn)載波V_tr1移相Φ+(2D-1)π，通過(guò)載波移相控制器后得到相位為Φ+(2D-1)π的載波V_tr3；

將V_tr3與其峰值的一半V_tr3(peak)/2經(jīng)比較器比較后得到信號(hào)S_2and3，其經(jīng)反向器反向后得到開(kāi)關(guān)管信號(hào)S_1and4；

載波V_tr4與比較得到控制信號(hào)S_4s，將S_4s移相180度得到控制信號(hào)S_3s；

將信號(hào)S_4s與信號(hào)S_1and4經(jīng)過(guò)或門運(yùn)算得到副邊開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)S₂，將S₂反向得到開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)S₄；

將信號(hào)S_3s與信號(hào)S_2and3經(jīng)過(guò)或門運(yùn)算得到副邊開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)S₁，將S₁反向得到開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)S₃；

步驟三：低壓側(cè)PWM控制環(huán)的調(diào)節(jié)；

通過(guò)電壓傳感器采樣低壓側(cè)鉗位電容上的電壓V_c，即變壓器低壓側(cè)電壓v_ab的正向最大值，與經(jīng)過(guò)DSP計(jì)算出來(lái)的電壓給定V_ref/n，這里n＝N₂：N₁，進(jìn)行求差后作為PWM控制環(huán)的數(shù)字PI調(diào)節(jié)器3的輸入，將PWM控制環(huán)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器3的輸出經(jīng)限幅器限幅后作為載波V_tr1和V_tr2的比較值V_m，其中與V_tr1比較產(chǎn)生的控制信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管Q₂的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，反向后作為開(kāi)關(guān)管Q_2a的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)；與V_tr2比較產(chǎn)生的控制信號(hào)作為開(kāi)關(guān)管Q₁的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，反向后作為開(kāi)關(guān)管Q_1a的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)。