[發(fā)明專利]一種變換器的控制方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810027695.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN110034676A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 寧小磊;肖興興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/156
• 分類號(hào): H02M3/156
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

本發(fā)明涉及一種變換器的控制方法及裝置，該控制方法包括：在三電平變換器功率開關(guān)的電壓環(huán)輸出控制量上疊加一個(gè)電壓調(diào)節(jié)控制量，作為三電平變換器功率開關(guān)的最終控制量；將三電平變換器的第一分壓電容電壓和第二分壓電容電壓作差后經(jīng)過第一調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)得到所述電壓調(diào)節(jié)控制量。本發(fā)明通過采集三電平變換器的兩個(gè)分壓電容的電壓，并根據(jù)兩個(gè)分壓電容的電壓差值來(lái)對(duì)三電平變換器功率開關(guān)的電壓環(huán)輸出控制量進(jìn)行修正，有效改變了三電平變換器中功率開關(guān)的占空比，避免了兩個(gè)分壓電容的不均壓現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種變換器的控制方法及裝置，屬于新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著新能源汽車的發(fā)展，無(wú)線充電向大功率方向發(fā)展，大功率直流充電成為新能源技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。為了提升效率，增加功率密度，普遍將母線電壓提升到800V以上，對(duì)于常見的650V的MOS管來(lái)講，電壓應(yīng)力超標(biāo)很多。如果選用1200V的MOS，成本將大幅上升，其導(dǎo)通阻抗比650V要大很多，不利于效率的提升。

三電平直流變換器的提出可以解決電壓應(yīng)力的問題，有效地降低了開關(guān)管應(yīng)力。三電平直流變換器拓?fù)浞浅＿m用于高電壓和中大功率的應(yīng)用場(chǎng)合，逐漸成為電力電子的研究熱點(diǎn)，同時(shí)三電平變換器的電感電流紋波更小，輸出紋波可以更小。其中，三電平直流變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括兩個(gè)分壓電容C1和C2、兩個(gè)功率開關(guān)Q1和Q2、續(xù)流二極管D1和D2以及濾波電感L1等構(gòu)成。

當(dāng)占空比D<0.5時(shí)，三電平直流變換器中各個(gè)器件的電流變化情況如圖2所示，其工作過程如下：

1.Q1導(dǎo)通，Q2關(guān)斷時(shí)，電容C1對(duì)電感L1和負(fù)載提供能量，電感電流呈現(xiàn)正斜率上升。

2.Q1關(guān)斷，Q2關(guān)斷時(shí)，電感電流呈現(xiàn)負(fù)斜率下降，電感L1給負(fù)載提供能量。

3.Q1關(guān)斷，Q2導(dǎo)通時(shí)，電容C2對(duì)電感L1和負(fù)載提供能量，電感電流呈現(xiàn)正斜率上升。

4.上面的階段循環(huán)。

當(dāng)占空比D>0.5時(shí)，三電平直流變換器中各個(gè)器件的電流變化情況如圖3所示，其工作過程如下：

1.Q1導(dǎo)通，Q2同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，電源對(duì)電感L1和負(fù)載提供能量，電感電流呈現(xiàn)正斜率上升。

2.Q1關(guān)斷，Q2還處于導(dǎo)通階段，電感電流呈現(xiàn)負(fù)斜率下降，電感L1給負(fù)載提供能量。

3.Q1再次導(dǎo)通，Q2同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，電源對(duì)電感L1和負(fù)載提供能量，電感電流呈現(xiàn)正斜率上升。

4.上面的階段循環(huán)。

電動(dòng)汽車無(wú)線充電一般采用三電平BUCK(變換器)進(jìn)行穩(wěn)流和穩(wěn)壓輸出，從三電平BUCK的拓?fù)鋱D可以看出來(lái)，此拓?fù)漭斎攵耸莾蓚€(gè)分壓電容串聯(lián)，當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，分壓電容C1給負(fù)載提供電源，當(dāng)Q2導(dǎo)通時(shí)，分壓電容C2給負(fù)載提供電源。在電路實(shí)際運(yùn)行中，由于DSP本身的精度，再加上硬件驅(qū)動(dòng)電路的器件容差，很難做到兩路驅(qū)動(dòng)的占空比完全一致，兩路開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間必然存在差異。這樣兩個(gè)分壓電容在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)提供的能量不相等，分壓電容會(huì)出現(xiàn)不均壓不平衡的情況，即會(huì)導(dǎo)致分壓電容一個(gè)電壓高于1/2Vin，另外一個(gè)低于1/2Vin，電壓高的那一路，承擔(dān)的功率和熱量更多，長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)出現(xiàn)異常，甚至轉(zhuǎn)換器的損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種變換器的控制方法及裝置，用于解決分壓電容不均壓會(huì)導(dǎo)致變換器損壞的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種變換器的控制方法，包括以下方案：

方法方案一：在三電平變換器功率開關(guān)的電壓環(huán)輸出控制量上疊加一個(gè)電壓調(diào)節(jié)控制量，作為三電平變換器功率開關(guān)的最終控制量；將三電平變換器的第一分壓電容電壓和第二分壓電容電壓作差后經(jīng)過第一調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)得到所述電壓調(diào)節(jié)控制量。