[發明專利]交錯并聯雙向DC/DC變換器及其均流裝置、均流方法

在審

• 申請號: 201710810913.3
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107592016A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 宋江喜;馮重陽;袁金榮;蔣世用;陳勇;王京
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 北京博訊知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11593
• 代理人: 柳興坤

技術領域

本發明涉及電子電路技術領域，尤其涉及一種交錯并聯雙向DC/DC變換器及其均流裝置、均流方法。

背景技術

雙向DC/DC變換器具有能量雙向流動、控制方法簡單、拓撲結構緊湊等優點,使其具有廣闊的應用前景。特別是在大功率電源系統中的廣泛使用，使得交錯并聯技術得到了快速的發展。交錯并聯技術因其具有低電流紋波、易于電磁干擾設計、動態響應快等特點而常被應用于一些電流較大的場合。

現有技術中，對于交錯并聯雙向DC/DC變換器來說，由于其中的器件的差異性，各模塊電感電流不能自動均流，需外加輔助硬件進行均流處理，而均流處理通常需獲取每個支路的電流信息才能實現。如此則使得電路系統的結構復雜，成本較高。因此，有必要提供一種簡化的均流裝置的設計方案，使得能夠降低系統的成本。

發明內容

有鑒于此,本發明提供一種交錯并聯雙向DC/DC變換器及其均流裝置、均流方法,所述均流裝置利用必需的微控制器數字處理通過算法重構每個電感支路的電流，實現電感電流自動均流，從而無需輔助硬件，且無需測試各個支路電流,由此簡化了系統的構成并降低了系統的成本。

根據本發明的第一方面，提供一種交錯并聯雙向DC/DC變換器的均流裝置，包括：

電壓采樣電路、電流采樣電路以及控制單元；

所述電壓采樣電路用于采集所述交錯并聯雙向DC/DC變換器的輸出電壓；

所述電流采樣電路用于采集所述交錯并聯雙向DC/DC變換器的各支路的總電流；以及

所述控制單元用于根據所述輸出電壓以及所述總電流重構所述各支路的支路電流，并閉環調整該各支路的輸出占空比，以實現所述各支路的支路電流的閉環均流。

進一步優選地，所述交錯并聯雙向DC/DC變換器包括多個功率器件橋臂以及一端連接在各橋臂的中點的多個電感；

所述電壓采樣電路連接所述多個電感的另一端以采集所述輸出電壓。

進一步優選地，所述交錯并聯雙向DC/DC變換器中設置有采樣電阻，所述電流采樣電路連接在所述采樣電阻兩端以采集所述總電流。

進一步優選地，控制單元為所述交錯并聯雙向DC/DC變換器的控制用微處理器。

進一步優選地，所述控制單元包括支路電流重構模塊以及均流處理模塊；

所述支路電流重構模塊用于根據所述總電流判斷時鐘計數是否在所述各支路的作用脈沖的中點，并獲取時鐘計數在所述作用脈沖的中點的電流值，將該電流值除以n從而重構獲得各支路的電流值，n為所述交錯并聯雙向DC/DC變換器的相數；

所述均流處理模塊利用定電壓控制實現均流處理。

進一步優選地，所述定電壓控制包括：

將目標電壓與參考電壓作差得到誤差電壓，通過PI調節器調整該誤差電壓并輸出得到總電流參考值；

將該總電流參考值除以2得到所述各個支路的參考電流；

將各支路的參考電流分別與所述重構的各支路電流作差，得到電流控制誤差；以及

利用PI調節器減小所述電流控制誤差，并閉環調整該各支路的輸出占空比，以實現均流處理。

進一步優選地，所述控制單元還包括PWM控制模塊，利用所述均流處理模塊獲得的控制信號控制所述交錯并聯雙向DC/DC變換器的功率器件。

進一步優選地，所述控制單元還包括AD采樣模塊；

所述AD采樣模塊用于對所述電流采樣電路和所述電壓采樣電路采集到總電流和所述輸出電壓進行AD采樣。

進一步優選地，設所述交錯并聯雙向DC/DC變換器為兩相交錯并聯雙向DC/DC變換器，且包括第一支路和第二支路；所述支路電流重構模塊用于：

根據所述電流采樣電路獲取的所述總電流判斷時鐘計數是否在第一支路的作用脈沖的中點，并獲取在時鐘計數到達第一支路的中點時的所述總電流的值，除以2以重構出第一支路的電流；以及

延時半個開關周期并在計數達到第二支路的作用脈沖的中點時獲取當前的所述總電流的值，除以2以重構出第二支路的電流。

進一步優選地，所述交錯并聯雙向DC/DC變換器為三相以上的交錯并聯雙向DC/DC變換器。

根據本發明的第二方面，提供一種交錯并聯雙向DC/DC變換器，包括：如上述任一項所述的均流裝置。

根據本發明的第三方面，提供一種均流方法，用于交錯并聯雙向DC/DC變換器的均流處理，所述方法包括：

電壓采樣步驟，采集所述交錯并聯雙向DC/DC變換器的輸出電壓；