[發明專利]一種三相交錯并聯雙向DC/DC變換器開關管動態休眠控制方法

有效

• 申請號: 202010036107.7
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111193397B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 王朝強;鄭堯;韓鶴光
• 申請（專利權）人: 四川航電微能源有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 李想

1.一種三相交錯并聯雙向DC/DC變換器開關管動態休眠控制方法，其特征在于，該方法包括：

建立三相交錯并聯雙向DC/DC變換器工作在Boost模式或Buck模式下的數學模型；

根據數學模型推導出雙閉環PI控制模型，并在雙閉環PI控制模型中配置有動態休眠控制模型，動態休眠控制模型以外環PI控制器輸出的電流內環給定參考值i_b^*作為輸入，以給定電流參考值i_bref作為輸出；

給定電流參考值i_bref經過內環PI控制器處理后，與經過移相處理后的三角載波比較后產生PWM驅動信號，以驅動開關管的通斷；

所述動態休眠控制模型的控制方法為：

a.對電流內環給定參考值i_b^*取有效值進行滯環比較，在進行滯環比較之前通過UY模塊對其進行從小到大的排序，參考值大于閾值輸出0，小于閾值輸出1，相加得內環電流給定邏輯值；

b.通過內環電流給定邏輯值與開關管的導通邏輯值數組通過邏輯開關選擇出內環電流給定邏輯值所對應的默認輸出邏輯值數組；默認輸出邏輯值數組通過UY模塊進行重新排序輸出對應邏輯值數組；

將對應邏輯值數組經過過渡邏輯值數組轉換得到輸出邏輯值數組；

c.將內環電流給定邏輯值與所述開關管的導通承受電流倍數關系通過邏輯開關選擇出開關管承受的實際工作電流倍數，實際工作電流倍數與電流內環給定參考值i_b^*相乘得到開關管實際工作承受電流；

d.開關管實際工作承受電流與輸出邏輯值數組相乘得到所述給定電流參考值i_bref；

其中，所述內環電流給定邏輯值對應導通電感個數；所述過渡邏輯值數組為當開關由工作狀態切換至休眠狀態或者由休眠狀態切換至工作狀態的過渡過程與之對應的開關管開關序列過渡數組；所述對應邏輯值數組為內環電流給定邏輯值所代表的開關管休眠個數與之匹配的數組；所述導通邏輯值數組為在開關序列表中開關管各個橋臂的工作狀態；所述輸出邏輯值數組表示的是三個橋臂上開關管導通關斷狀態。

2.根據權利要求1所述的三相交錯并聯雙向DC/DC變換器開關管動態休眠控制方法，其特征在于，在Boost模式或Buck模式下的數學模型建立方法如下：

(1)假設三相交錯并聯雙向DC/DC變換器工作某一靜態工作點；

(2)在靜態工作點施加一個低頻擾動信號；

(3)列出在Boost模式下低頻信號擾動后的電容電壓和電感電流的狀態空間平均方程；

(4)根據狀態空間平均方程得到近似小信號交流模型；

(5)通過拉式變換將近似小信號交流模型由時域模型變換至頻域模型；

(6)令控制擾動量等于零，得到直流母線電壓對電感電流的傳遞函數Z(s)；令輸入電壓擾動量等于零，得到輸出與占空比的傳遞函數Gvd(s)和輸入電流與占空比的傳遞函數Ggd(s)；

(7)以Z(s)、Gvd(s)和Ggd(s)作為所述雙閉環PI控制模型的傳遞函數。

3.根據權利要求2所述的三相交錯并聯雙向DC/DC變換器開關管動態休眠控制方法，其特征在于，所述雙閉環PI控制模型還包括電流內環電感電流采樣傳遞函數H₁(s)、電壓外環輸出電壓采樣傳遞函數H₂(s)、內環PI控制器的傳遞函數、外環PI控制器的傳遞函數、輸入側和輸出側，所述輸入側為直流母線電壓和蓄電池電壓，且輸入側依次經過外環PI控制器的傳遞函數、動態休眠控制模型、內環PI控制器的傳遞函數、輸出與占空比的傳遞函數Gvd(s)、輸入電流與占空比的傳遞函數Ggd(s)以及直流母線電壓對電感電流的傳遞函數Z(s)到所述輸出側；

所述輸出側的電壓經過輸出電壓采樣傳遞函數H₂(s)前饋至外環PI控制器的輸入側；所述輸入電流與占空比的傳遞函數G_gd(s)輸出側的電感電流經電流內環電感電流采樣傳遞函數H₁(s)前饋至動態休眠控制模型的輸入側。

4.根據權利要求1所述的三相交錯并聯雙向DC/DC變換器開關管動態休眠控制方法，其特征在于，所述電流內環給定參考值i_b^*由三相交錯并聯雙向DC/DC變換器輸出電壓反饋信號經外環PI控制器整定得到。