[發明專利]功率變換器控制系統

有效

• 申請號: 201680019359.0
• 申請日: 2016-04-06
• 公開（公告）號: CN107438931B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 比諾德·庫馬爾·阿格拉沃爾;約翰·穆肯
• 申請（專利權）人: 克利公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M3/156;H02M3/157;G05F3/08
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;田喜慶

1.一種用于功率變換器的控制系統，包括：

·數字參考信號發生器，被配置為：

·在最大峰值功率跟蹤(MPPT)操作模式下，接收提供至所述功率變換器的輸入電壓和輸入電流并且基于所述輸入電壓和所述輸入電流提供輸入電壓參考信號；以及

·在輸出電壓控制操作模式下，提供恒定的輸入電壓參考信號；

·第一比例積分(PI)控制器，耦接至所述數字參考信號發生器并且被配置為接收所述輸入電壓參考信號和所述輸入電壓，并且基于所述輸入電壓參考信號和所述輸入電壓在第一比例積分控制器輸出端提供第一比例積分控制信號；

·第二比例積分控制器，被配置為接收恒定的輸出電壓參考信號和來自所述功率變換器的輸出電壓，并且基于所述恒定的輸出電壓參考信號和所述輸出電壓在第二比例積分控制器輸出端提供第二比例積分控制信號；以及

·二極管，包括耦接至所述第一比例積分控制器輸出端的陽極和耦接至所述第二比例積分控制器輸出端的陰極，其中，所述二極管的陽極形成控制系統輸出端。

2.根據權利要求1所述的控制系統，其中，所述數字參考信號發生器被進一步配置為從所述功率變換器接收所述輸出電壓，并且基于所述輸出電壓和當前選擇的所述數字參考信號發生器的操作模式，在所述最大峰值功率跟蹤操作模式與所述輸出電壓控制操作模式之間進行選擇。

3.根據權利要求2所述的控制系統，其中：

·在所述數字參考信號發生器的所述最大峰值功率跟蹤操作模式下，所述二極管被反向偏置使得在所述控制系統輸出端提供所述第一比例積分控制信號；并且

·在所述數字參考信號發生器的所述輸出電壓控制操作模式下，所述二極管被正向偏置使得在所述控制系統輸出端提供所述第一比例積分控制信號和所述第二比例積分控制信號，并且所述第一比例積分控制信號是恒定電壓。

4.根據權利要求1所述的控制系統，其中：

·在所述數字參考信號發生器的所述最大峰值功率跟蹤操作模式下，所述二極管被反向偏置使得在所述控制系統輸出端提供所述第一比例積分控制信號；并且

·在所述數字參考信號發生器的所述輸出電壓控制操作模式下，所述二極管被正向偏置使得在所述控制系統輸出端提供所述第一比例積分控制信號和所述第二比例積分控制信號，并且所述第一比例積分控制信號是恒定電壓。

5.根據權利要求2所述的控制系統，進一步包括峰值電流模式(PCM)控制器，所述峰值電流模式控制器耦接至所述控制系統輸出端并且被配置為基于所述第一比例積分控制信號和所述第二比例積分控制信號中的一個，將至少一個功率變換器控制信號提供至所述功率變換器。

6.根據權利要求5所述的控制系統，其中，所述至少一個功率變換器控制信號是脈沖寬度調制(PWM)信號。

7.根據權利要求1所述的控制系統，其中，在所述最大峰值功率跟蹤操作模式下，所述數字參考信號發生器被配置為使用所述輸入電壓和所述輸入電流基于擾動和觀察控制方案提供所述輸入電壓參考信號。

8.根據權利要求1所述的控制系統，其中，所述第一比例積分控制器是包括被配置為接收所述輸入電壓參考信號的非反相輸入端、被配置為接收所述輸入電壓的反相輸入端、以及所述第一比例積分控制器輸出端的運算放大器。

9.根據權利要求8所述的控制系統，其中，所述第二比例積分控制器是包括被配置為接收所述恒定的輸出電壓參考信號的非反相輸入端、被配置為接收所述輸出電壓的反相輸入端、以及所述第二比例積分控制器輸出端的運算放大器。

10.根據權利要求1所述的控制系統，其中，所述二極管是具有小于0.1V的正向壓降的低壓降二極管。