CN103620933B - 用于调节连接到多源dc系统的dc源功率变换器的输出电压的控制装置和方法 - Google Patents

用于调节连接到多源dc系统的dc源功率变换器的输出电压的控制装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于调节将ac系统(6)连接到HVDC系统的dc源功率变换器(16)的输出电压以使得从ac系统(6)能够向HVDC系统供应dc电功率的变换器控制布置(18、48)包括动态下降控制器件(26),动态下降控制器件(26)包括第一和第二下降控制器(30、32),其中第二下降控制器(32)的下降率大于第一下降控制器(30)的下降率。变换器控制布置(18、48)包括电压调节器(20)以用于通过将输出电压值(Vout)与目标电压值(Vtgt)进行比较来调节dc源功率变换器(16)的输出电压,所述目标电压值(Vtgt)通过将基准电压值(Vref;V″ref)与动态下降控制器件(26)提供的下降电压值(Vdr)组合得到。在dc源功率变换器(16)的输出电流值(Iout)小于基准电流值(Iref)时,第一下降控制器(30)控制下降电压值(Vdr)。在输出电流值(Iout)大于基准电流值(Iref)时,第二下降控制器(32)控制下降电压值(Vdr)。基准电流值(Iref)是dc源功率变换器(16)的期望输出电流值(Iout)并且结合基准电压值(Vref;V″ref)来定义目标操作点(36)。

Description

用于调节连接到多源dc系统的dc源功率变换器的输出电压的控制装置和方法
技术领域
本发明一般涉及用于调节将ac系统连接到多源dc系统的dc源功率变换器的输出电压的变换器控制布置和/或涉及用于调节将ac系统连接到多源dc系统的dc源功率变换器的输出电压的方法。本发明的实施例特别但非专有地适合于调节将诸如电力发电机的ac系统连接到诸如多个单独ac电力发电机并行连接到的高压直流(HVDC)输电网的多源dc系统的dc源功率变换器的输出电压。每个ac电力发电机可与诸如风力涡轮机的可再生能涡轮机关联以使得能够将生成的电功率供应给HVDC输电网并且经由其来传输。
背景技术
在许多国家中使用可再生能源来为电力网生成电正变得越来越普遍。通过使用涡轮机直接地或借助于齿轮箱来驱动交流(ac)电力发电机的转子将诸如风力、波浪、潮汐能或水流流动的可再生能转换成电能是可行的。在发电机的定子端子产生的ac频率直接正比于转子的旋转速度。发电机端子的电压也根据速度而变化并且依赖于发电机的特定类型以及依赖于通量级(fluxlevel)。
在一些情形中,与更常规的ac输电网相反,能有利的是通过高压直流(HVDC)输电网来传输可再生能涡轮机生成的电功率。采用发电机桥的形式并且操作为有源整流器的dc源功率变换器将可再生能涡轮机的ac电力发电机连接到HVDC输电网。可再生能涡轮机和其关联的ac电力发电机和dc源功率变换器因此一起操作为向HVDC输电网供应dc电功率的单独dc源。将理解的是,大量此类dc源通常并行连接到HVDC输电网以向该网络供应需要数量的dc电功率并且确保稳定的网络操作。
单独的dc源能在电压控制调节下操作来将电功率以目标或基准电压值Vref供应给HVDC输电网和/或在电流控制调节下将电功率以目标或基准电流值Iref供应给HVDC输电网,其中电压控制调节和电流控制调节的组合更有利。在故障条件期间,在HVDC输电网中或在并行连接的dc源的一个或多个中,在单独的dc源功率变换器中一个或多个dc源功率变换器的变换器端子的输出电压或由单独的dc源功率变换器中一个或多个dc源功率变换器供应的输出电流能增加到dc系统不能忍受的水平。这能引起由多个并行连接的dc源生成的电功率的冲突。
因此,对于dc源功率变换器,需要能防止例如由于并行连接到诸如HVDC输电网的dc系统而引起的并行操作的多个dc源所生成的电功率的冲突的变换器控制布置和关联的控制方法。更特别地,需要能够提供dc源功率变换器的输出电压的可靠且有效的调节来将由在变换器端子的过量输出电压或过量输出电流引起的尤其在故障条件期间的破坏减少到最小的变换器控制布置和关联的控制方法。
US2008/122412Al参照图4描述了特别为诸如微处理器的高性能集成电路而设计的电压调节器,其具有带有两个不同负载线电阻(即,下降率)的负载线。电压调节器控制处理器电压使得当测量电流低于较低处理器电流电平(IccLo)时处理器的操作点在具有较低负载线电阻的轻负载线上,并且使得当测量电流大于较低处理器电流电平(IccLo)时处理器的操作点在具有较高负载线电阻的重负载线上。处理器的操作点并没有通过电压调节器来预定义,而是根据负载电平(即,测量电流)沿着图4中所示的两个固定负载线移动。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供用于调节dc源功率变换器的输出电压的变换器控制布置,变换器控制布置包括:
动态下降控制器件,包括第一和第二下降控制器,每个下降控制器具有关联的下降率,第二下降控制器的下降率大于第一下降控制器的下降率;
电压调节器,用于通过将功率变换器的输出电压值(Vout)与目标电压值(Vtgt)进行比较来调节dc源功率变换器的输出电压,所述目标电压值(Vtgt)通过将基准电压值(Vref;V″ref)与动态下降控制器件提供的下降电压值(Vdr)组合来得到,其中:
第一下降控制器可操作成在dc源功率变换器的输出电流值(Iout)小于基准电流值(Iref)时控制由动态下降控制器件提供的下降电压值(Vdr),以及第二下降控制器可操作成在dc源功率变换器的输出电流值(Iout)大于基准电流值(Iref)时控制由动态下降控制器件提供的下降电压值(Vdr)。
本发明的实施例提供用于电功率生成的电布置,所述电布置包括并行连接到dc系统的至少两个dc源并且每个dc源具有dc源功率变换器,dc源功率变换器中的至少一个包括根据本发明的第一方面的变换器控制布置。通常,dc源功率变换器中的每个包括根据本发明的第一方面的变换器控制布置。
根据本发明的第二方面,提供用于调节包括变换器控制布置的dc源功率变换器的输出电压的方法,所述变换器控制布置包括动态下降控制器件,所述动态下降控制器件包括第一和第二下降控制器并且每个下降控制器具有关联的下降率,第二下降控制器的下降率大于第一下降控制器的下降率,所述方法包括:
将dc源功率变换器的输出电压值(Vout)与目标电压值(Vtgt)进行比较以使得能够调节功率变换器的输出电压,所述目标电压值(Vtgt)通过将基准电压值(Vref;V″ref)与动态下降控制器件提供的下降电压值(Vdr)进行组合来得到;以及
将dc源功率变换器的输出电流值(Iout)与基准电流值(Iref)进行比较,其中:
在输出电流值(Iout)小于基准电流值(Iref)时,动态下降控制器件提供的下降电压值(Vdr)由第一下降控制器来控制,以及在输出电流值(Iout)大于基准电流值(Iref)时,动态下降控制器件提供的下降电压值(Vdr)由第二下降控制器来控制。
基准电流值(Iref)是dc源功率变换器的期望输出电流值(Iout)并且结合基准电压值(Vref;V″ref)来定义目标操作点。
根据本发明的方面的变换器控制布置和方法使得能够基于电压控制调节和电流控制调节的组合来有效调节dc源功率变换器的输出电压,在故障条件期间更是如此,电流控制调节通过dc源功率变换器的输出电流值(Iout)与基准电流值(Iref)的比较来实现。
仅在测量输出电流值(Iout)不同于期望基准电流值(Iref)时,换言之仅在测量负载电流不同于目标负载电流时,动态下降控制器件才是操作的。因此,动态下降控制器件提供的下降特性仅在动态操作条件期间(即,在输出电流值(Iout)不同于基准电流值(Iref)时,并且因此在dc源功率变换器离开由基准电流值(Iref)和基准电压值(Vref;V″ref)确定的目标操作点操作时)而非在稳态操作条件期间(即,在输出电流值(Iout)等于基准电流值(Iref)时,并且因此在dc源功率变换器在由基准电流值(Iref)和基准电压值(Vref;V″ref)确定的目标操作点操作时)才有效果。
在实践中,dc系统中的负载条件持续变化,这意味着输出电流值(Iout)可不总等于预定义期望基准电流值(Iref)。本发明的实施例仅在输出电流值(Iout)不同于基准电流值(Iref)时基于测量输出电流值(Iout)与基准电流值(Iref)之间的差,引入动态下降特性。在这些情形中,操作点沿着由第一或第二下降控制器提供的动态下降线远离目标操作点移动。当操作在此类动态条件下时,变换器控制布置调节dc源功率变换器的输出电压以将操作点恢复到目标操作点。
特别地,在输出电流值(Iout)小于期望基准电流值(Iref)时(这通常在dc源功率变换器的输出电压值(Vout)大于基准电压值时发生),具有其较低的下降率的第一下降控制器操作以最小化在dc源功率变换器的变换器端子处的输出电压值(Vout)的上升。第一下降控制器的较低下降率因此提供接近恒定的电压控制特性。另一方面,在输出电流值(Iout)大于期望基准电流值(Iref)时(这通常在dc源功率变换器的输出电压值(Vout)小于基准电压值时发生),具有其较高的下降率的第二下降控制器操作以最小化输出电流值(Iout)的上升。第二下降控制器的较高下降率因此提供接近恒定的电流控制特性。
第一下降控制器提供的接近恒定的电压控制特性和第二下降控制器提供的接近恒定的电流控制特性特别适合于HVDC系统控制。
dc源功率变换器通常将ac系统连接到dc系统以实现向dc系统供应dc电功率。ac系统和关联的dc源功率变换器一起形成单独的dc源。ac系统通常包括诸如与可再生能涡轮机关联的ac电力发电机。在此类情形中,dc系统通常包括诸如HVDC电功率输送网的HVDC系统。如以上指示的,多个单独的dc源通常并行连接到诸如HVDC电功率输送网的dc系统以形成根据本发明的第二方面的电布置。
电压调节器可包括用于将dc源功率变换器的输出电压值(Vout)与目标电压值(Vtgt)进行比较的电压比较器并且可包括电压控制器以用于控制dc源功率变换器的操作以便调节输出电压值(Vout)以实现期望输出电压值(Vout),即与目标电压值(Vtgt)一致的值。电压控制器通常输出控制信号(Ctr_0ut)以控制dc源功率变换器的操作。
变换器控制布置可包括电压加法器以用于将基准电压值(Vref;V"ref)与下降电压值(Vdr)相加来从而得出目标电压值(Vtgt)。在dc源功率变换器的输出电流值(Iout)等于期望基准电流值(Iref)时,基准电压值(Vref;V"ref)通常是对于目标电压值(Vtgt)的期望的值并且因此是dc源功率变换器的输出电压值(Vout)。如以上指示的,基准电流值(Iref)和基准电压值(Vref;V"ref)一起定义dc源功率变换器的目标操作点。
第一和第二下降控制器可具有固定的下降率。如以上指示的,第二下降控制器的下降率大于第一下降控制器的下降率。通常,下降率选择成提供用于变换器控制布置的有效操作的适当的灵敏度水平。
动态下降控制器件可包括电流比较器以用于将dc源功率变换器的输出电流值(Iout)与基准电流值(Iref)进行比较以生成用于第一和第二下降控制器的电流误差值信号(Ierr)。
在一些实施例中,变换器控制布置可包括加法器,所述加法器可操作成将基准电压值(Vref)与系统下降特性相加以提供用于与下降电压值(Vdr)组合的修改的基准电压值(V″ref)。在此类实施例中,通过将修改的基准电压值(V″ref)与动态下降控制器件提供的下降电压值(Vdr)组合来得出目标电压值(Vtgt)。
动态下降控制器件可包括第三下降控制器,所述第三下降控制器可操作成生成通常作为基准电流值(Iref)的函数的系统下降特性。第三下降控制器通常具有有助于系统下降特性的确定的固定下降率。
基于第三下降控制器生成的系统下降特性而得出的并且具有比dc系统电压值(Vsys)更大的量值的修改的基准电压值(V″ref)补偿通常将dc源功率变换器连接到可以是HVDC输电网的dc系统的输电线内的电压降。此类电压降通常由于输电线内的电阻而发生。
dc源功率变换器的操作通常作为根据本发明的第二方面的控制方法的部分被调整,以便使得能够调节输出电压值(Vout),即调节到与目标电压值(Vtgt)一致的值。
控制方法可包括将dc源功率变换器的输出电流值(Iout)与基准电流值(Iref)进行比较以生成用于第一和第二下降控制器的电流误差值信号(Ierr)。
控制方法可包括将电流误差值信号(Ierr)乘以第一和第二下降控制器中每个下降控制器的第一和第二下降率以提供相应的第一和第二下降电压信号。所述方法可包括检测第一和第二下降电压信号中哪一个具有最小值并且将下降电压值(Vdr)设置成等于所述最小值。在输出电流值(Iout)小于基准电流值(Iref)时,第一下降电压信号总具有最小值,使得动态下降控制器件提供的下降电压值(Vdr)由第一下降控制器来控制。在输出电流值(Iout)大于基准电流值(Iref)时,第二下降电压信号总具有最小值,使得动态下降控制器件提供的下降电压值(Vdr)由第二下降控制器来控制。
控制方法的备选实施例可包括取决于电流误差值信号(Ierr)是正还是负来将电流误差值信号(Ierr)乘以第一和第二下降控制器中仅适当的一个下降控制器的下降率。特别地,在电流误差值信号(Ierr)是正时(指示输出电流值(Iout)小于基准电流值(Iref)),电流误差值信号(Ierr)可乘以第一下降控制器的下降率以确保动态下降控制器件提供的下降电压值(Vdr)由第一下降控制器来控制。另一方面,在电流误差值信号(Ierr)是负时(指示输出电流值(Iout)大于基准电流值(Iref)),电流误差值信号(Ierr)可乘以第二下降控制器的较高下降率以确保动态下降控制器件提供的下降电压值(Vdr)由第二下降控制器来控制。
将基准电压值与下降电压值(Vdr)组合的步骤通常包括对相应的电压值求和。
在一些实施例中,控制方法可包括将基准电压值(Vref)与系统下降特性组合以提供修改的基准电压值(V″ref)以用于与下降电压值(Vdr)组合以使得能够得出目标电压值(Vtgt)。将基准电压值(Vref)与系统下降特性组合的步骤可包括将基准电压值(Vref)与系统下降特性相加。系统下降特性通常是基准电流值(Iref)和第三下降控制器确定的下降率两者的函数。
附图说明
图1a是并行连接到dc系统并且包括dc源功率变换器的多个dc源中之一的示意性例示;
图1b是并行连接到HVDC输电网并且包括dc源功率变换器的多个ac电力发电机中之一的示意性例示;
图2根据本发明的第一个实施例的适合于控制图1a和图1b的dc源功率变换器的变换器控制布置的示意性例示;
图3是对于由图2的变换器控制布置控制的dc源功率变换器的电压对比电流的图示;
图4是根据本发明的第二个实施例的适合于控制图1a和图1b的dc源功率变换器的变换器控制布置的示意性例示;以及
图5是对于由图4的变换器控制布置控制的dc源功率变换器的电压对比电流的图示。
具体实施方式
现在将参考附图并且仅以示例的方式来描述本发明的实施例。
图1a示出包括连接到dc系统8的ac系统6的电布置。ac系统6通过调定(set-up)电压互感器(transformer)14和操作为有源整流器的dc源功率变换器16来连接到dc系统8。ac系统6、调定互感器14和dc源功率变换器16共同操作为向dc系统供应dc电功率的dc源。
现在参考图1b,在电布置的一个实现中,ac系统包括由风力涡轮机12驱动的交流(ac)电力发电机10,而dc系统8包括高压直流(HVDC)输电网。在该特定电布置中,dc源因此由ac电力发电机10和其关联的风力涡轮机12、调定互感器14和操作为发电机桥的dc源功率变换器16组成。将领会的是,典型的风力场包括大量此类dc源并且这些dc源通常并行连接到HVDC网。
如在本说明书中早先论述的,并行连接的dc源生成的电功率中的冲突例如在故障条件期间能发生。为了降低能由此类冲突引起的潜在破坏效果,本发明的实施例提供变换器控制布置18、48,所述变换器控制布置能用来调节诸如形成以上参考图1a和图1b描述的电布置的部分的dc源功率变换器16的dc源功率变换器的输出电压。当其中每个包括dc源功率变换器16的多个dc源并行连接时,可行的是仅dc源功率变换器16中之一可包括根据本发明的实施例的变换器控制布置18、48以调节其输出电压。然而,通常每个dc源的dc源功率变换器16包括根据本发明的实施例的变换器控制布置18、48以调节其输出电压。
根据本发明的一个实施例的变换器控制布置18的示意性例示在图2中示出。变换器控制布置18包括电压调节器20,电压调节器20包括电压比较器22和电压控制器24。电压比较器22从期望目标电压值Vtgt中减去dc源功率变换器16的测量输出电压值Vout。如果在这两个电压值之间存在以电压误差值信号Verr形式的任何偏差或误差,则将该电压误差值信号Verr输入到电压控制器24。电压控制器24然后输出控制信号Ctr_out以主动地控制dc源功率变换器16的操作以便调节输出电压值Vout使得其与目标电压值Vtgt一致。
变换器控制布置18包括提供下降电压值Vdr的动态下降控制器件26以及电压加法器28,电压加法器28将下降电压值Vdr与基准电压值Vref求和,基准电压值Vref是在输出电流值Iout等于期望基准电流值Iref时来自dc源功率变换器16的期望输出电压值Vout。因此将领会的是,目标电压值Vtgt通过在电压加法器28处将基准电压值Vref与由动态下降控制器件26提供的下降电压值Vdr一起相加来得到。
动态下降控制器件26包括第一和第二下降控制器30、32。每个下降控制器30、32具有固定的下降率并且第二下降控制器32的下降率大于第一下降控制器30的下降率。动态下降控制器件26包括电流比较器34,电流比较器34从表示dc源功率变换器16的期望输出电流的期望基准电流值Iref中减去dc源功率变换器16的测量输出电流值Iout。由该相减产生的电流比较器34的输出是电流误差值信号Ierr
根据本发明,在测量输出电流值Iout小于期望基准电流值Iref时,换言之在电流误差值信号Ierr是正时,下降电压值Vdr通过具有较低的下降率的第一下降控制器30来控制。另一方面,在测量输出电流值Iout大于期望基准电流值Iref时,换言之在电流误差值信号Ierr是负时,下降电压值Vdr通过具有其较高的下降率的第二下降控制器32来控制。现在将参考图3来解释由动态下降控制器件26提供的依赖于在电流比较器34中dc源功率变换器16的测量输出电流值Iout与期望基准电流值Iref的比较的结果的“双重控制”的重要性,图3是由图2中所示的变换器控制布置18控制的dc源功率变换器16的电压对比电流的曲线图。
在dc源功率变换器16正常操作并且没有经历故障条件时(即,稳态操作),将理解的是测量输出电流值Iout将通常等于基准电流值Iref。在这些情形中,由电流比较器34执行的输出电流值Iout与基准电流值Iref的比较将产生零误差,换言之,电流误差值信号Ierr将是零。因此,由于将不存在到第一和第二下降控制器30、32的输入,下降电压值Vdr也将是零,使得提供给电压比较器22的目标电压值Vtgt将等于基准电压值Vref。假定电压控制器24充分调节dc源功率变换器16的输出电压值Vout使得其与目标电压值Vtgt(并且因此基准电压值Vref)一致,则dc源功率变换器16将正常操作在图3中所示的预定义目标操作点36。因此将理解的是,基准电流值Iref与基准电压值Vref一起定义dc源功率变换器16的目标操作点36。
在dc源功率变换器16经历动态操作时(这可由故障条件引起),测量输出电流值Iout通常将不等于基准电流值Iref。测量输出电流值Iout可例如依赖于故障条件的性质而大于或小于基准电流值Iref。在这些情形中,由电流比较器34执行的输出电流值Iout与基准电流值Iref的比较将产生非零误差使得将正的或负的电流误差值信号Ierr供应给第一和第二下降控制器30、32。因此,在电压加法器28处将基准电压值Vref与下降电压值Vdr组合以提供用于dc源功率变换器16的期望目标电压值Vtgt
在变换器控制布置18的所示实施例中,将由电流比较器34确定的电流误差值信号Ierr输入到第一和第二下降控制器30、32中并且将乘以相应的下降率以提供第一和第二下降电压信号。动态下降控制器件26包括控制块38,控制块38确定第一和第二下降电压信号中哪一个具有最小值并且然后将下降电压值Vdr设置成等于具有最小值的下降电压信号。
在dc源功率变换器16的测量输出电流值Iout小于期望基准电流值Iref时(这例如可指示dc源功率变换器16供应的电功率的部分正被拒绝),根据电流比较器34确定的结果电流误差值信号Ierr将是正的。在这些情形中,最小的下降电压信号将总是由第一下降控制器30提供的第一下降电压信号。这确保在输出电流值Iout小于基准电流值Iref时下降电压值Vdr由第一下降控制器30来控制。
在dc源功率变换器16的测量输出电流值Iout大于期望基准电流值Irer时,根据电流比较器34确定的结果电流误差值信号Ierr将是负的。在这些情形中,最小的下降电压信号将总是由第二下降控制器32提供的第二下降电压信号。这确保在输出电流值Iout大于基准电流值Iref时下降电压值Vdr由第二下降控制器32来控制。
在图3中能清楚看到由在电压加法器28处进行的基准电压值Vref修改下降电压值Vdr所引起的目标电压值Vtgt的影响。在输出电流值Iout小于基准电流值Iref时,目标电压值在操作点36以上的具有其较低的下降率DDr_1的斜线(即,下降线)40上。在dc源功率变换器16的变换器端子的输出电压值Vout的上升因此随着输出电流值Iout的减小而被限制在可接受的水平。相反地,在输出电流值Iout大于基准电流值Iref时,目标电压值在操作点36以下的具有其较高的下降率DDr_2的斜线(即,下降线)42上。因此,在dc源功率变换器16的输出电压值Vout小于基准电压值Vref的情形中,输出电流值Iout的上升被限制在可接受的水平。
第一和第二下降控制器30、32的下降率选择成给动态下降控制器件26提供适当的灵敏度水平以用于控制变换器控制布置18并且因此dc源功率变换器16。将领会的是,第二下降控制器32的下降率特别需要充分高使得在输出电压值Vout落入基准电压值Vref以下的情形中将输出电流值Iout的上升最小化。因此能最小化稳态系统故障电流,使得其接近基准电流值Iref
现在参考图4,示出根据本发明的另一实施例的能用来调节诸如形成以上参考图1a和图1b描述的电布置的部分的dc源功率变换器16的dc源功率变换器的输出电压的变换器控制布置48的示意性例示。图4的变换器控制布置48类似于图2中所示的布置,并且对应的附图标记和符号将因此标识对应的特征。
除了第一和第二下降控制器30、32之外,动态下降控制器件26还包括具有固定下降率的第三下降控制器44。第三下降控制器44生成作为基准电流值Iref的函数的系统下降特性。更特别地,将基准电流值Iref乘以第三下降控制器44的固定下降率以提供系统下降特性。变换器控制布置48包括加法器46,在加法器46处将基准电压值Vref修改并且更准确地说增加系统下降特性以提供修改的基准电压值V"ref。将该修改的基准电压值V"ref提供给电压加法器28,使得在该实施例中基于修改的基准电压值V"ref与下降电压值Vdr(其当然可等于零,例如在非故障条件下,在测量输出电流值Iout等于基准电流值Iref时)的组合来得到目标电压值Vtgt
将领会的是,从第三下降控制器44生成的系统下降特性中得出的修改的基准电压值V″ref补偿dc系统调节并且大于dc系统电压值Vsys,如图5中清楚所示的。修改的基准电压值V"ref的比dc系统电压值Vsys更大的量值有利地补偿将dc源功率变换器16连接到HVDC输电网的输电线中的电压降。dc系统电压Vsys通过操作为有源逆变器(即,网桥(networkbridge))并且形成HVDC输电网或其它dc系统8的部分的功率变换器来确定。第三下降控制器44的下降率通常对应于有源逆变器的下降率,如图5中示出的。
在所有其它方面中,参考图4和图5描述并且示出的变换器控制布置48的操作与以上参考图2和图3描述并且示出的变换器控制布置18的操作相同。
尽管在前面章节中已经描述了本发明的实施例,但是应该理解的是在不脱离随附权利要求的范围的情况下可对那些实施例做出各种修改。

Claims (15)

1.一种用于调节dc源功率变换器(16)的输出电压的变换器控制装置(18、48),所述变换器控制装置包括:
动态下降控制器件(26),包括第一和第二下降控制器(30、32),所述第一和第二下降控制器各自具有关联的下降率,所述第二下降控制器(32)的下降率大于所述第一下降控制器(30)的下降率;
电压调节器(20),用于基于功率变换器(16)的输出电压值(Vout)与目标电压值(Vtgt)的比较来调节所述dc源功率变换器(16)的输出电压,所述目标电压值(Vtgt)通过将基准电压值(Vref)与所述动态下降控制器件(26)提供的下降电压值(Vdr)组合来得到,其中:
所述第一下降控制器(30)可操作成在所述dc源功率变换器(16)的输出电流值(Iout)小于基准电流值(Iref)时控制所述动态下降控制器件(26)提供的下降电压值(Vdr),并且所述第二下降控制器(32)可操作成在所述dc源功率变换器(16)的输出电流值(Iout)大于所述基准电流值(Iref)时控制所述动态下降控制器件(26)提供的下降电压值(Vdr);
其中,所述基准电流值(Iref)是所述dc源功率变换器(16)的期望输出电流值(Iout)并且结合所述基准电压值(Vref)来定义目标操作点(36)。
2.如权利要求1所述的变换器控制装置,其中,所述电压调节器(20)包括用于将所述输出电压值(Vout)与所述目标电压值(Vtgt)进行比较的电压比较器(22)以及用于控制所述dc源功率变换器(16)的操作以调节所述输出电压值(Vout)的电压控制器(24)。
3.如权利要求1或权利要求2所述的变换器控制装置,其中,所述第一和第二下降控制器(30、32)具有固定的下降率。
4.如权利要求1或权利要求2所述的变换器控制装置,其中,所述动态下降控制器件(26)包括电流比较器(34),所述电流比较器(34)用于将所述dc源功率变换器(16)的所述输出电流值(Iout)与所述基准电流值(Iref)进行比较以生成用于所述第一和第二下降控制器(30、32)的电流误差值信号(Ierr)。
5.如权利要求1或权利要求2所述的变换器控制装置,其中,所述变换器控制装置包括加法器(46),所述加法器(46)可操作成将所述基准电压值(Vref)与系统下降特性相加以提供修改的基准电压值()用于与所述下降电压值(Vdr)组合以使得能够得出所述目标电压值(Vtgt)。
6.如权利要求5所述的变换器控制装置,其中,所述动态下降控制器件(26)包括第三下降控制器(44),所述第三下降控制器(44)可操作成生成作为所述基准电流值(Iref)的函数的所述系统下降特性。
7.如权利要求6所述的变换器控制装置,其中,所述第三下降控制器(44)具有固定的下降率。
8.一种用于调节dc源功率变换器(16)的输出电压的控制方法,所述dc源功率变换器(16)包括变换器控制装置(18、48),所述变换器控制装置(18、48)包括动态下降控制器件(26),所述动态下降控制器件(26)包括第一和第二下降控制器(30、32),所述第一和第二下降控制器各自具有关联的下降率,所述第二下降控制器(32)的下降率大于所述第一下降控制器(30)的下降率,所述方法包括:
将所述dc源功率变换器(16)的输出电压值(Vout)与目标电压值(Vtgt)进行比较以使得能够调节所述dc源功率变换器(16)的输出电压,所述目标电压值(Vtgt)通过将基准电压值(Vref)与所述动态下降控制器件(26)提供的下降电压值(Vdr)组合来得到;以及
将所述dc源功率变换器(16)的输出电流值(Iout)与基准电流值(Iref)进行比较,其中:
在所述输出电流值(Iout)小于所述基准电流值(Iref)时,所述动态下降控制器件(26)提供的所述下降电压值(Vdr)由所述第一下降控制器(30)来控制,并且在所述输出电流值(Iout)大于所述基准电流值(Iref)时,所述动态下降控制器件(26)提供的所述下降电压值(Vdr)由所述第二下降控制器(32)来控制;
其中,所述基准电流值(Iref)是所述dc源功率变换器(16)的期望输出电流值(Iout)并且结合所述基准电压值(Vref)来定义目标操作点(36)。
9.如权利要求8所述的控制方法,其中,所述方法包括控制所述dc源功率变换器(16)的操作以将所述输出电压值(Vout)调节到与所述目标电压值(Vtgt)一致的值。
10.如权利要求8或权利要求9所述的控制方法,其中,将所述基准电压值(Vref)与所述下降电压值(Vdr)组合的步骤包括对相应的电压值求和。
11.如权利要求8或权利要求9所述的控制方法,其中,所述方法包括将所述dc源功率变换器(16)的所述输出电流值(Iout)与所述基准电流值(Iref)进行比较以生成用于所述第一和第二下降控制器(30、32)的电流误差值信号(Ierr)。
12.如权利要求8或权利要求9所述的控制方法,其中,所述方法包括将所述基准电压值(Vref)与系统下降特性组合以提供修改的基准电压值()用于与所述下降电压值(Vdr)组合以使得能够得出所述目标电压值(Vtgt)。
13.如权利要求12所述的控制方法,其中,将所述基准电压值(Vref)与所述系统下降特性组合的步骤包括将所述基准电压值(Vref)与所述系统下降特性相加。
14.如权利要求12所述的控制方法,其中,所述系统下降特性是所述基准电流值(Iref)和第三下降控制器(44)确定的下降率的函数。
15.如权利要求14所述的控制方法,其中,所述第一、第二和第三下降控制器(30、32、44)各自具有相应的固定下降率。
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