[發明專利]一種多相交錯并聯型DC-DC變換器輸出電流控制方法及其系統

有效

• 申請號: 202110221221.1
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN112769335B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 姚為正;王瑞;趙建榮;黃輝;王林;陳楓;唐啟迪;魏亞龍;杜智亮;龔培嬌;程興邦;邊慧萍
• 申請（專利權）人: 許繼電源有限公司;國網浙江省電力有限公司;西安許繼電力電子技術有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/088
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 徐輝

本發明公開了一種多相交錯并聯型DC?DC變換器輸出電流控制方法及其系統，方法包括：中斷頻率f_i＝N×f_s，f_s為開關頻率；脈寬調制寄存器PWM的三角載波頻率設置為f_s，計數方式采用增減計數，三角載波相位依次滯后360°/N。S1，觸發中斷時，讀取N相橋臂電流信息,其中第S個橋臂的電流恰好為平均值電流，計算第S相橋臂功率開關管的占空比；S2，將占空比轉換為PWM信號；S3，用生成的PWM信號驅動第S相橋臂的功率開關管。系統包括：計算模塊、數字控制模塊和驅動模塊，用于生成PWM信號并依次驅動N相橋臂的功率開關管。本發明能夠解決多相交錯并聯DC?DC變換器因電流紋波較大導致的電流控制效果不佳的問題，同時可以實現各相之間的良好均流，提高電流控制精度。

技術領域

本發明涉及電流控制技術領域，特別涉及一種多相交錯并聯型DC-DC變換器輸出電流控制方法及其系統。

背景技術

交錯并聯型DC-DC變換器因其體積小、成本低、效率高等優點被廣泛應用。該電路拓撲實現的關鍵有兩點：一是解決相間均流問題，二是輸出電流控制效果不佳的問題。

針對這些問題，不同文獻提出了多種控制方案用以改善DC-DC變換器性能，而所有的控制方案都需要采樣DC-DC變換器的輸出電流作為反饋參與運算，因此輸出電流的采樣和控制方式對DC-DC變換器系統的控制效果至關重要。

常規的電流采樣方式是通過配置采樣觸發條件，在同一時刻對各相橋臂電流進行采樣，并將電流采樣值作為反饋進行控制運算。通過這種方式得到的各相橋臂電流值大小隨機，由此導致各相橋臂電流環控制輸出效果不穩定，影響DC-DC變換器各相間的均流效果以及輸出電流控制效果。為更好描述現象，以圖2所示交錯并聯型三相DC-DC變換器拓撲為例，采用圖3所示控制方法，得到圖4所示常規電流采樣方式下三角載波和電流對應關系。

目前控制方案中大多采用平均電流進行計算，而平均電流通常由兩種方式得到：第一種是通過采集一段時間內的電流值進行平均值計算，并用以系統控制，如公開號為CN110474554A的中國專利，通過這種方法可以得到電流的平均值，但是控制效果不夠精確。第二種是通過設計電流平均值采樣電路來獲取電流平均值，如公開號為CN108513400B的中國專利，通過這種方式實現電流平均值采樣會增加硬件成本以及硬件電路的復雜性。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種多相交錯并聯型DC-DC變換器輸出電流控制方法及其系統，能夠解決多相交錯并聯DC-DC變換器因電流紋波較大導致的電流控制效果不佳的問題，同時可以實現各相之間的良好均流，提高電流控制精度。

第一方面，本發明實施例提供了一種多相交錯并聯型DC-DC變換器輸出電流控制方法，包括：

S1，觸發中斷時，采集N個橋臂的電流，其中第S個橋臂的電流恰好為平均值電流，本次中斷通過控制算法只更新第S個橋臂的功率管占空比信息。當橋臂個數N為偶數時，采用下溢中斷，當橋臂個數N為奇數時，采用周期中斷。

S2，數字系統將占空比轉換為PWM信號。

S3，用生成的PWM信號驅動第S相橋臂的功率開關管。

其中，電流以流向低壓側為正方向。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，中斷頻率f_i＝N×f_s，其中f_s為開關頻率。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，脈寬調制模塊PWM的三角載波頻率設置為f_s，計數方式采用增減計數，三角載波相位依次滯后360°/N。