[發(fā)明專利]一種五電平Buck/Boost變換器的電容電壓平衡控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110223532.1
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN112994450B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張宇;趙璇琦
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/32;H02J1/14
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 胡秋萍

1.一種五電平Buck/Boost變換器的電容電壓平衡控制方法，所述五電平Buck/Boost變換器包括依次連接在正、負輸入端之間的八個開關(guān)管S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆、S₇和S₈，依次連接在正、負輸入端之間的電容C₁和C₂，C₁、C₂連接點與S₄、S₅連接點相連，跨接在S₁、S₂連接點與S₃、S₄連接點之間的電容C₃，跨接在S₅、S₆連接點與S₇、S₈連接點之間的電容C₄，連接在正、負輸出端之間的電容C_o，S₂、S₃連接點通過電感L連接正輸出端，S₆、S₇連接點連接負輸出端，其特征在于，方法包括：

S1，分別采集C_o、C₁、C₂、C₃和C₄兩端的電壓v_o、v_c1、v_c2、v_c3和v_c4，以及采集流過L的電流i_L；

S2，基于v_o、i_L和輸出電壓給定值，利用雙環(huán)PI控制器計算開關(guān)管的占空比D，基于v_c1、v_c2、v_c3、v_c4和輸入電壓v_i，利用比例控制器分別計算S₁、S₂和S₇對應(yīng)的移相比和以使得變換器的動態(tài)性能不受電感電流影響，所述移相比和分別為：

或者，所述移相比和分別為：

其中，k_pc1為第一比例系數(shù)，k_pc2為第二比例系數(shù)，k_pc3為第三比例系數(shù)；

S3，基于所述占空比D、移相比和開關(guān)周期T_s分別生成PWM信號G₁、G₂、G₇和G₈，并生成分別與PWM信號G₁、G₂、G₇和G₈互補的PWM信號G₄、G₃、G₆和G₅；

S4，利用PWM信號G₁、G₂、G₃、G₄、G₅、G₆、G₇和G₈分別驅(qū)動開關(guān)管S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆、S₇和S₈，以控制電容電壓平衡。