[發明專利]一種雙全橋DC/DC變換器的負荷前饋控制方法

有效

• 申請號: 201711068496.6
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107947585B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 吳俊勇;郝亮亮;劉自程;熊飛
• 申請（專利權）人: 蘇州海德藍電氣科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 11257 北京正理專利代理有限公司
• 代理人: 付生輝

本發明公開一種雙全橋DC/DC變換器的負荷前饋控制方法，控制方法包括：雙全橋DC/DC變換器啟動后，利用電壓控制器以移相控制方式對雙全橋DC/DC變換器進行控制；啟動非線性擾動觀測器估計雙全橋DC/DC變換器的負荷電流；將所估計的負荷電流與電壓控制器的輸出相加，得到雙全橋DC/DC變換器的輸出電流參考值；以及基于雙全橋DC/DC變換器的輸出電流參考值計算電流控制器的輸出，將雙全橋DC/DC變換器的輸出電流參考值轉化為移相角，作為雙全橋DC/DC變換器中開關的控制指令。

技術領域

本發明涉及雙全橋DC/DC變換器的控制方法。更具體地，涉及一種雙全橋DC/DC變換器的負荷前饋控制方法。

背景技術

近年來，越來越多的研究關注于雙全橋DC/DC(Dual Active Bridge，DAB) 變換器，對它的兩種典型控制策略分別為單環控制策略和雙環控制策略。雙環控制策略能夠同時調節直流母線電壓和變換器的輸出電流，具有更好的動態性能。但在實際采樣輸出電流時需要高速AD采樣電路和高性能的傳感器，這增加了電路成本和復雜度，且雙環控制中的低通濾波器也限制了電流內環的帶寬，消減了動態響應速度。

為了解決上述問題，現有技術提出了基于負荷電流的前饋控制、基于輸出功率的前饋控制、功率指令的前饋控制，但這些方法均不能同時有效地克服上述兩個問題。

因此，需要提供一種既解決了外加電流傳感器而帶來的復雜和冗余又解決了負荷精確前饋的DAB變換器控制方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單動態響應速度快的DAB變換器控制方法。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種DAB變換器的負荷前饋控制方法，該控制方法包括：DAB變換器啟動后，利用電壓控制器以移相控制方式對DAB變換器進行控制；啟動非線性擾動觀測器(nonlineardisturbance observer,NDO)估計DAB變換器的負荷電流；將所估計的負荷電流與電壓控制器的輸出相加，得到雙全橋DC/DC變換器的輸出電流參考值；基于雙全橋DC/DC變換器的輸出電流參考值計算電流控制器的輸出，將雙全橋DC/DC變換器的輸出電流參考值轉化為移相角，作為雙全橋DC/DC變換器中開關的控制指令。

優選地，在控制方法中，以移相控制方法對DAB變換器進行控制的電壓控制器采用比例積分控制(PI，Proportional Integrative)，用于穩定第一直流母線電壓。

優選地，在估計步驟中，包括：計算DAB變換器的輸出電流；以及利用所計算的輸出電流來計算DAB的負荷電流。

優選地，DAB變換器的輸出電流依照下式計算：

其中，i_o,e(k)表示輸出電流，表示對開關的控制指令，V₁(k)表示第一直流母線電壓，T_s表示開關的開關頻率，L表示DAB變換器第一直流側的電感。

優選地，DAB的負荷電流依照以下兩式來計算：

z(k)＝(1-k₀)·z(k-1)+k₀·l·v₂(k-1)+k₀·i_o,e(k-1)，

其中，表示負荷電流，z(k)表示中間變量，l表示NDO的參數，值為3至5，v₂(k表示第二直流母線電壓的交流小信號表達，k₀＝l·Ts/C，C 表示DAB變換器的輸出電容。

優選地，在將所估計的負荷電流與電壓控制器的輸出合并之前，對負荷電流進行濾波。