CN104702115A - 一种输入并联输出并联模块化直流变换器功率均分方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种输入并联输出并联模块化高频DC-DC变换器功率均分控制方法，属于电力电子技术领域。采用输出电流交叉反馈控制方法，不需要采样每个输入模块的输入电压，即使在模块参数不一致时也能实现模块之间良好的功率均分，并且能使系统稳定。子模块采用了谐振软开关技术，进一步降低了开关损耗，提高了变换器的工作效率。

Description

一种输入并联输出并联模块化直流变换器功率均分方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域在电力系统中的应用，尤其涉及一种输入并联输出并联模块化直流变换器功率均分方法。
背景技术
随着我国电动汽车的高速发展，对充电桩的需求将出现爆发式增长。为了提高电力电子变换器的性能，必须提高电源的开关频率，常用的IGBT虽然电流大，但工作频率较低，故一般采用MOSFET，但MOSFET容量有限。所以传统电力电子拓扑在大电流场合的应用受到了一定的限制。由于功率器件的限制，大电流输入电源不能与传统拓扑一样进行设计，需要采用新型的拓扑配合新型的控制方法实现高输入电流的变化。通过输入并联输出并联把直流变换器模块组合起来可适用于大电流输入大电流输出型的场合，该种拓扑结构的均压均功率控制方法通常有相同占空比控制，其缺点是模块参数不一致则无法实现均功率。而基于有源输入电压控制的方法需要采样每个模块的输入电压，这种控制比较复杂。
发明内容
本发明为了克服传统控制方法的不足，提出了一种用于模块化高频直流变换器的功率均分方法。所述模块化高频直流变换器的主电路如图1所示，由n个相同的隔离式直流变换器子模块通过输入端并联、输出端并联的形式构成，其中n为2或者2以上数字。如图2所示，每个子模块变压器原边为由四个可控MOS管组成的全桥电路，Q1、Q2、Q3、Q4等为可控MOS管，T1为高频变压器，变压器副边为二极管整可控流。全桥电路超前臂中点和滞后臂中点接有LC谐振软开关，可进一步降低开关损耗，提高变换效率。
本控制方法的特征在于使用输出电流交叉反馈控制，不需要采样每个输入模块的输入电压，即使在模块参数不一致时也能实现模块之间良好的功率均分。如图3所示vout为输出电压给定信号；vof为输出电压反馈信号；为电压调节器；vout为电压调节器输出，也是各个模块输出电流的给定信号；if1，if2，…，ifn分别为对应的各个模块的电感电流反馈信号；为电流误差调节器；xout1，xout2，xout3，…，xoutn分别为各个对应模块的调制信号；K为占空比产生环节传递函数，为载波峰值的倒数；d1，d2，…，dn为各个模块对应的输出占空比信号。从图中可以看出，n个模块中的任意一个电流反馈信号，为其他各个模块电流之和，而非本模块的电流。
附图说明
图1是输入并联输出并联模块化直流变换器结构图。
图2是直流子模块拓扑电路。
图3是连接n模块高频直流变换器控制框图。
具体实施方式
图1为输入并联输出并联多模块直流变换器结构图，其中模块1至模块n为n个单独的相同直流变换器模块，模块1至模块n在输入端分别与各自的输入电容C1至Cn并联，各个模块的输出端并联，组成了输入并联输出并联多模块直流变换器系统。控制方式采用输出电流交叉反馈控制，如图3所示，vout为电压调节器输出，也是各个模块输出电流的给定信号；if1，if2，…，ifn分别为对应的各个模块的电感电流反馈信号；为电流误差调节器；xout1，xout2，xout3，…，xoutn分别为各个对应模块的调制信号；K为占空比产生环节传递函数，为载波峰值的倒数；d1，d2，…，dn为各个模块对应的输出占空比信号。从图中可以看出，n个模块中的任意一个电流反馈信号，为其他各个模块电流之和，而非本模块的电流。假设在某一时刻输入有一个扰动，从而使模块1输入电压增大，减小。在此时，增大将导致的增大， 减小将导致的减小。采用输出电流交叉反馈控制，由控制环路可知，d2将减小，d1将增大，结果导致减小，增大。通过系统控制环路的调节，抑制了电容上电压的干扰。，从而使系统重新达到平衡状态。

Claims (4)

1.一种输入并联输出并联模块化直流变换器功率均分方法，其特征在于该变换器结构由n个隔离型高频直流变换器子模块构成，输入侧为并联结构，输出侧为并联结构。
2.根据权利1所述子模块选用高频隔离型单极变换拓扑，其特征为由四个MOS管组成的移相全桥DC-DC变换器。
3.根据权利要求2所述的于模块全桥电路，其特征在于，在全桥电路的超前臂的中点和滞后臂的中点之间接入一个并联LC网络，L和C的位置可互换。
4.根据权利要求1所述的输入并联输出并联模块化直流变换器采用输出电流交叉反馈控制。
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