[發明專利]多模塊全橋隔離DC-DC變換器輕載功率協同控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201710402409.X
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107181411B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 宋文勝;劉碧;余彬;武明義
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張輝

本發明公開了一種多模塊全橋隔離DC?DC變換器輕載功率協同控制方法及裝置，通過獲得各模塊傳輸功率最大值，然后采用輕載功率協同運算后得到各模塊傳輸功率給定值，接著通過相移控制量計算模塊得到各模塊相移量，再由調制模塊得到開關控制信號，實現獨立輸入并聯輸出多模塊全橋隔離DC?DC變換器輕載功率協同控制。本發明具有運算量簡單、無負載電流傳感器的優點，所述輕載功率協同控制方法可以有效地減小變換器控制系統軟硬件設計成本。

技術領域

本發明涉多模塊全橋隔離DC-DC變換器(包含半橋三電平、全橋隔離DC-DC變換器)控制系統設計與制造領域，具體是一種多模塊全橋隔離DC-DC變換器輕載功率協同控制方法及裝置。

背景技術

全橋隔離DC-DC變換器因其具有電氣隔離、功率密度高、能量能雙向流動以及模塊級聯容易等優點，隨著新能源變流技術的迅速發展已實現了廣泛的應用。輸入側獨立輸出側并聯多模塊全橋隔離DC-DC變換器拓撲結構更是廣泛應用于固態變壓器以及列車無工頻電力電子變壓器中。

在交流傳動機車中，輕載情況常常發生。當機車輕載時，如果所有的變流裝置都投入工作，考慮到器件損耗，變流器系統的實際工作效率變得很低。因此，輕載時切除部分變流裝置不參與工作是提升整個變流器系統效率的關鍵，而研究一種使得輕載時部分輸出側并聯全橋隔離DC-DC變換器模塊不參與工作的控制方法也將具有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種多模塊全橋隔離DC-DC變換器輕載功率協同控制方法及裝置，其具有運算量簡單、無負載電流傳感器等優點，所示輕載功率協同控制方法可以有效地減小變換器控制系統軟硬件設計成本。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種多模塊全橋隔離DC-DC變換器輕載功率協同控制方法，包括以下步驟：

步驟1：通過數據采集模塊01獲得輸出電壓U_o和并聯模塊#i輸入電壓U_ini，i＝1,2……n；電壓外環PI模塊02中，輸出電壓U_o為外環電壓PI控制器的輸入，其PI控制器的輸出為虛擬功率給定量p^*，該功率量是輕載功率協同控制計算模塊03的輸入量；

步驟2：輕載功率協同控制計算模塊03輸入量包含PI控制器輸出的虛擬功率給定量p^*、輸出電壓U_o、模塊#i輸入電壓U_ini；任意并聯模塊#i可傳輸最大功率表達式為：

式中，p^*_i,max為模塊#i最大可傳輸功率，U_o為輸出電壓，U_ini為模塊#i輸入電壓，N_i為模塊#i中變壓器變比，L_i為模塊#i等效電感；

輕載功率協同控制方法具體為：

1)由式(1)計算可傳輸功率最大值，對各模塊可傳輸功率最大值排序，得到最大值排序表，由小到大依次記為p^*_1,max、p^*_2,max、……、p^*_n,max；

2)從小到大依次累加p^*_1,max、p^*_2,max、……、p^*_n,max，并將累加之后的值與虛擬功率給定量p^*比較，直到出現疊加到第m個最大功率值時，出現為止；

3)排序后模塊#(m+1)至模塊#n功率賦值為0；排序后模塊#1至模塊#(m-1)功率賦值分別為其最大功率值；排序后模塊#m功率賦值為