CN110289610B - 变压器电路及其控制方法 - Google Patents

变压器电路及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及变压器电路及其控制方法,包括:高压侧有源桥电路、分裂磁路高频隔离变压器和至少两个低压侧有源桥电路;其中,分裂磁路高频隔离变压器为高压侧多绕组并联、低压侧各绕组独立的结构;高压侧有源桥电路的输出端与分裂磁路高频隔离变压器的输入端连接,分裂磁路高频隔离变压器的至少两个输出端分别与至少两个低压侧有源桥电路的输入端连接。本申请提供的变压器电路及其控制方法不仅能够实现变压器电路的高压侧电路和低压侧电路之间的电压变换和功率控制,也可以实现各低压侧电路之间的电压变换和功率控制。

Description

变压器电路及其控制方法
技术领域
本发明属于电力技术领域,涉及一种变压器电路及其控制方法。
背景技术
随着直流配电网的发展,直流变压器作为直流配电网的关键设备,得到了广泛的关注和研究。
目前,直流变压器的拓扑结构主要分为双有源全桥双向(Dual Active Bridge,DAB)变压器和模块化多电平变压器(Modular Multilevel Converter,MMC)。其中,DAB变压器采用高压侧串联,低压侧并联的结构,该结构可以实现高、低电压侧的电气隔离,将输入的高电压转换为低电压进行输出。
但是,现有的直流变压器的低压侧为一个低压馈出端口,对于要求多个低压馈出端口的应用场合,则需多个直流变压器并联实现,导致成本大大增加。
发明内容
基于此,有必要针对现有直流配电网中直流变压器成本高的问题,提供一种适用于直流配电网的变压器电路及其控制方法。
本发明实施例提供一种变压器电路,包括:高压侧有源桥电路、分裂磁路高频隔离变压器和至少两个低压侧有源桥电路;所述分裂磁路高频隔离变压器为高压侧多绕组并联、低压侧各绕组独立的结构;
所述高压侧有源桥电路的输出端与所述分裂磁路高频隔离变压器的输入端连接,所述分裂磁路高频隔离变压器的至少两个输出端分别与至少两个低压侧有源桥电路的输入端连接。
上述变压器电路由于采用分裂磁路高频隔离变压器,将其输出端连接多个低压侧有源桥电路馈出端口,实现了多个低压侧馈出端口并联的输出,在要求多个低压侧输出端口的应用直流配电网中,本发明实施例提供的变压器电路因简化了电路结构,从而降低了设备成本,提高了运行效率。
在其中一个实施例中,所述高压侧有源桥电路包括第一半桥电路和第二半桥电路,所述第一半桥电路和所述第二半桥电路均包括两个开关电路;所述分裂磁路高频隔离变压器的高压侧包括第一绕组和第二绕组,所述第一绕组和所述第二绕组并联;
所述第一半桥电路的两个开关电路的公共端与所述第一绕组的第二端,以及与所述第二绕组的第二端连接,所述第二半桥电路的两个开关电路的公共端与所述第一绕组的第一端,以及与所述第二绕组的第一端连接。
在其中一个实施例中,所述分裂磁路高频隔离变压器的低压侧包括N个第三绕组;其中,2≤N;
每个所述第三绕组的输出端与对应的低压侧有源桥电路的输入端连接。
在其中一个实施例中,所述低压侧有源桥电路包括第三半桥电路和第四半桥电路;所述第三半桥电路和所述第四半桥电路均包括两个开关电路;
所述第三绕组的第一端与所述第四半桥电路的两个开关电路的公共端连接,所述第三绕组的第二端与所述第三半桥电路的两个开关电路的公共端连接。
本发明实施例提供一种设备,包括至少多个上述的变压器电路。
上述设备因为采用多个上述变压器电路实现了直流配电网中的一个高压直流母线和多个低压直流母线之间的电压变换和功率控制,降低了设备成本,减少了设备运行损耗,提高了设备运行效率。
一种变压器电路的控制方法,包括:确定上述变压器电路的各第一脉冲的相位角;所述第一脉冲为所述变压器电路的各低压侧有源桥电路的输入脉冲;根据第二脉冲的相位角和占空比、各所述第一脉冲的相位角和占空比,控制所述变压器电路的电压和功率;所述第二脉冲为所述变压器电路的高压侧有源桥电路的输入脉冲。
上述变压器电路的控制方法应用于上述变压器电路中,所述各第一脉冲由低压侧各有源桥电路的驱动控制电路产生,使得本发明实施例提供的变压器电路通过上述变压器电路的控制方法不仅可以实现直流变压器的高压侧与低压侧之间的电压变换和功率控制,而且可以实现低压侧多馈出端口间的电压变换和功率控制。
在其中一个实施例中,所述确定所述变压器电路的各第一脉冲的相位角,包括:确定各所述第一脉冲对应的目标参考电流值;根据各所述第一脉冲对应的目标参考电流值和对应的低压侧有源桥电路的实际电流值,确定各所述第一脉冲的相位角。
其中一个实施例中,所述确定各所述第一脉冲对应的目标参考电流值,包括:根据预设的第一电压值和所述高压侧有源桥电路的实际电压确定所述目标参考电流值。
在其中一个实施例中,所述根据预设的第一电压值和所述高压侧有源桥电路的实际电压确定所述目标参考电流值,包括:确定所述第一电压值和所述高压侧有源桥电路的实际电压之间的第一电压差值;对所述第一电压差值进行比例积分运算,得到所述目标参考电流值。
在其中一个实施例中,其特征在于,所述确定各所述第一脉冲对应的目标参考电流值,包括:根据预设的第二电压值和各所述低压侧有源桥电路的实际电压值,确定各所述低压侧有源桥电路的第一参考电流值;对各所述第一参考电流值进行校正,得到各所述目标参考电流值。
上述实施例中,所述确定各所述低压侧有源桥电路的第一参考电流值,对第一参考电流进行校正,得到各所述目标参考电流值。其中对第一参考电流进行校正是为了使上述变压器电路低压侧实现均流控制,防止因低压侧端口电流不均匀输出,而造成对低压侧端口连接设备的损害,起到保护接入直流电网设备的作用。
在其中一个实施例中,所述根据预设的第二电压值和各所述低压侧有源桥电路的实际电压值,确定各所述低压侧有源桥电路的第一参考电流值,包括:确定所述第二电压值和各所述低压侧有源桥电路的实际电压值之间的第二电压差值;对各所述第二电压差值进行比例积分运算,得到各所述低压侧有源桥电路的第一参考电流值。
在其中一个实施例中,所述对各所述第一参考电流值进行校正,得到各所述目标参考电流值,包括:根据各所述低压侧有源桥电路的实际电流值,计算所述低压侧有源桥电路的平均电流值;计算各所述低压侧有源桥电路的实际电流值与所述电流平均值之间的电流差值;将各所述第一参考电流值与所述电流差值进行叠加运算,得到各所述目标参考电流值。
在其中一个实施例中,所述对各所述第一参考电流值进行校正,得到所述目标参考电流值,包括:计算所述高压侧有源桥电路的平均电压值与所述高压侧有源桥电路的实际电压值之间的第三电压差值;对所述第三电压差值进行比例积分运算,得到第一电流校正值;将各所述第一参考电流值与所述第一电流校正值进行叠加运算,得到所述目标参考电流值。
上述实施例中,所述对各所述第一参考电流值进行校正,得到所述目标参考电流值。其中,对各所述第一参考电流值进行校正是为了使上述变压器电路高压侧实现均压控制,有效防止了因高压侧端口电容制作工艺等误差引起的电压分配不均匀,而造成设备运行的不稳定的损害,起到保护接入直流电网设备的作用。
在其中一个实施例中,所述确定各所述第一脉冲对应的目标参考电流值,包括:根据预设功率确定各所述第一脉冲对应的目标参考电流值。
在其中一个实施例中,所述根据预设功率确定各所述第一脉冲对应的目标参考电流值,包括:根据预设功率确定各所述低压侧有源桥电路的第二参考电流值;对各所述第二参考电流值进行校正,得到各所述目标参考电流值。
在其中一个实施例中,所述对各所述第二参考电流值进行校正,得到各所述目标参考电流值,包括:计算所述高压侧有源桥电路的平均电压值与各所述高压侧有源桥电路的实际电压值之间的第四电压差值;对各所述第四电压差值进行比例积分运算,得到第二电流校正值;对各所述第二参考电流值和所述第二电流校正值进行叠加运算,得到各所述目标参考电流值。
本申请提供的一种变压器电路及其控制方法,由于采用分裂磁路高频隔离变压器,将其输出端连接多个低压侧有源桥电路馈出端口,实现了多个低压侧馈出端口并联的输出,使得该变压器电路不仅能够实现变压器电路的高压侧电路和低压侧电路之间的电压变换和功率控制,也可以实现各低压侧电路之间的电压变换和功率控制。
附图说明
图1为本发明一个实施例提供的一种变压器电路示意图;
图2为本发明另一个实施例提供的一种变压器电路示意图;
图3为本发明另一个实施例提供的一种变压器电路示意图;
图4为本发明一个实施例提供的一种设备的示意图;
图5为本发明一个实施例提供的一种变压器电路的控制方法的流程图;
图6为图5实施例S101的一种实现方式的流程图;
图7为本发明一个实施例提供的图6所示实施例的方法示意图;
图8为本发明一个实施例提供的一种确定目标参考电流的方法的流程图;
图9为本发明一个实施例提供的一种确定目标参考电流的方法的流程图;
图10为本发明一个实施例提供的一种确定第一参考电流值的方法的流程图;
图11为本发明一个实施例提供的一种确定目标参考电流的方法的流程图;
图12为本发明一个实施例提供的一种确定目标参考电流值的方法的流程图;
图13提供了第一场景各第一参考电流值的校正方法的示意图;
图14为本发明一个实施例提供的一种确定目标参考电流值的方法的流程图;
图15提供了第二场景各第一参考电流值的校正方法的示意图;
图16为本发明一个实施例提供的一种确定各第一脉冲对应的目标参考电流值的方法的流程图;
图17为本发明一个实施例提供的一种确定各目标参考电流值的方法的流程图;
图18提供了第三场景各第二参考电流值的校正方法的示意图;
图19提供了第三场景各第一脉冲对应的目标参考电流值的确定方法的示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供的变压器电路应用于直流配电网中,实现电压变换和功率控制,采用分裂磁路高频隔离变压器,将其输出端连接多个低压侧有源桥电路馈出端口,实现了多个低压侧馈出端口并联的输出,在要求多个低压侧输出端口的应用直流配电网中,本发明实施例提供的变压器电路因简化了电路结构,从而降低了设备成本,提高了运行效率。
图1为本发明一个实施例提供的一种变压器电路示意图。如图1所示,该电路,包括:高压侧有源桥电路1、分裂磁路高频隔离变压器2和至少两个低压侧有源桥电路3;其中,分裂磁路高频隔离变压器2为高压侧多绕组并联、低压侧各绕组独立的结构;高压侧有源桥电路1的输出端与所述分裂磁路高频隔离变压器2的输入端连接,分裂磁路高频隔离变压器2的至少两个输出端分别与至少两个低压侧有源桥电路3的输入端连接。
在本实施例中,高压侧有源桥电路1可以为双向全桥电路,也可以为双向半桥电路;低压侧有源桥电路3可以为双向全桥电路,也可以为双向半桥电路。
高压侧有源桥电路1将高压侧端口的直流电压根据要求转变为交流电压,分裂磁路高频隔离变压器2将其输入端的交流电压耦合到输出端,低压侧有源桥电路3根据要求将耦合过来的交流电压转变为直流电压。
本实施例提供的变压器电路由于采用分裂磁路高频隔离变压器,将其输出端连接多个低压侧有源桥电路馈出端口,实现了多个低压侧馈出端口并联的输出,使得该变压器电路不仅能够实现变压器电路的高压侧电路和低压侧电路之间的电压变换和功率控制,也可以实现各低压侧电路之间的电压变换和功率控制。
图2为本发明另一个实施例提供的一种变压器电路示意图。在图1所示实施例的基础上,如图2所示,其中高压侧有源桥电路包括第一半桥电路11和第二半桥电路12,其中,第一半桥电路11包括两个开关电路,分别为开关电路111和开关电路112;第二半桥电路12包括两个开关电路,分别为开关电路121和开关电路122;分裂磁路高频隔离变压器2的高压侧包括第一绕组21和第二绕组22,第一绕组21和第二绕组22并联;第一半桥电路11的开关电路111和开关电路112的中间点110与第一绕组21的第二端212,以及与第二绕组22的第二端222连接,第二半桥电路12的开关电路121和开关电路122的中间点120的中间点120与第一绕组21的第一端211,以及与第二绕组22的第一端221连接。
在高压侧有源桥电路1中,在所有开关电路的输入端输入占空比固定的脉冲信号,在本申请中所有的开关电路包括,开关电路111、开关电路112、开关电路121和开关电路122,使第一半桥的开关电路111和开关电路112互补导通,第二半桥的开关电路121和开关电路122互补导通,且保证第一半桥的开关电路111和第二半桥的开关电路122同时导通,则在第一半桥的中点110和第二半桥的中点120之间产生交变的方波信号,完成高压侧有源桥电路1的输入端直流电压和输出端交流电压的变换。
在本实施例中,所有开关电路中输入的脉冲信号的占空比为0.5,具体占空比根据实际控制策略确定,本申请中并不以此为限。
分裂磁路高频隔离变压器2的绕组绕在一个磁芯上,分裂磁路高频隔离变压器2的输入端为多绕组并联,输出端为各绕组独立,即绕组21和绕组22并联组成分裂磁路高频隔离变压器2的输入端,且绕组21的第一端211和绕组22的第一端221连接高压侧有源桥电路1的第二半桥12的中点120,绕组22的第二端222和绕组21的第二端212连接高压侧有源桥电路1的第一半桥11的中点110;连接低压侧有源桥电路3的各绕组23独立组成分裂磁路高频隔离变压器2的输出端。分裂磁路高频隔离变压器2的输入端的绕组与对应的输出端的绕组的匝比为M,实现分裂磁路高频隔离变压器2的高压侧有源桥电路1与低压侧有源桥电路3的电气隔离与电压变换。
在本实施例中,分裂磁路高频隔离变压器2的输入端的绕组与对应的输出端的绕组的匝比M可以为1:1,比如绕组21与绕组23。具体匝比根据实际应用需求和电压变换要求选取,本申请中并不以此为限。
本实施例中的分裂磁路高频隔离变压器的输入端采用绕组并联的形式连接高压侧有源桥电路,以多个绕组共同连接同一个高压侧电路的形式,实现了高压侧电路共用,减少了电路器件的连接,从而降低了设备成本。
可选地,如图2所示,分裂磁路高频隔离变压器2的低压侧包括N个第三绕组23;其中,N≥2;每个所述第三绕组23的输出端与对应的低压侧有源桥电路的输入端连接。
在本实施例中,分裂磁路高频隔离变压器2的输出端的第三绕组23与低压侧有源桥电路3对应,且第三绕组的个数与低压侧有源桥电路的个数保持一致,但分裂磁路高频隔离变压器2的输出端的第三绕组23的个数可以大于低压侧有源桥电路的个数,即有冗余绕组,而分裂磁路高频隔离变压器2的输出端的冗余绕组可以根据实际需求连接其它电路,从而可以扩展本申请变压器电路的功能。
本实施例提供的变压器电路采用多个低压侧馈出端口并联的输出,使得该变压器电路不仅能够实现变压器电路的高压侧电路和低压侧电路之间的电压变换和功率控制,也可以实现各低压侧电路之间的电压变换和功率控制。
图3为本发明另一个实施例提供的一种变压器电路示意图。如图3所示,低压侧有源桥电路3包括第三半桥电路31和第四半桥电路32;第三半桥电路31包括开关电路311和开关电路312,第四半桥电路32包括开关电路321和开关电路322;第三绕组23的第一端231与第四半桥电路32的开关电路321和开关电路322的中间点320连接,第三绕组的第二端232与第三半桥电路31的开关电路311和开关电路312的中间点310连接。
在低压侧有源桥电路3中,在所有开关电路的输入端输入占空比固定的脉冲信号,所述所有的开关电路包括,开关电路311、开关电路312、开关电路321和开关电路322,使第三半桥的开关电路311和开关电路312互补导通,第四半桥的开关电路321和开关电路322互补导通,且保证第三半桥的开关电路311和第四半桥的开关电路322同时导通,则在第三半桥的中点310和第四半桥的中点320之间产生交变的方波信号,完成低压侧有源桥电路3输入端交流电压和输出端直流电压的变换。
可选地,该变压器电路包括M个低压侧有源桥电路3,N小于或等于M。也即,可以在分裂磁路高频隔离变压器2的低压侧预留空闲的绕组,空闲的绕组还可以连接除低压侧有源桥电路之外的其它电路或器件,进一步扩展了变压器电路的功能。
图4为本发明一个实施例提供的一种设备的示意图,包括L个上述的如图1-图3任一实施例所示的变压器电路,其中,L≥1。
在本实施例中,如图4所示,变压器电路4的高压侧有源桥电路1的输入端口的正极接中压直流母线的正极线,负极接变压器电路5的高压侧有源桥电路1的输入端口的正极,变压器电路5的高压侧有源桥电路1的输入端口的负极接中压直流母线的负极线;变压器电路4的低压侧有源桥电路3的输出端口的正极接低压直流母线的正极线,变压器电路4的低压侧有源桥电路3的输出端口的负极接低压直流母线的负极线。变压器电路5的低压侧有源流桥电路3的输出端口的正极接低压直流母线的正极线,变压器电路5的低压侧有源桥电路3的输出端口的负极接低压直流母线的负极线。从图中可以看出,本申请的变压器电路以并联的形式接入直流配电网中,实现直流配电网络中中压直流电压与低压直流电压的电压变换和功率控制;同时,各变压器电路的低压侧有源桥电路以独立连接的形式接入直流配电网中,实现各低压侧有源桥电路端口间的电压变换和功率控制。
图5为本发明一个实施例提供的一种变压器电路的控制方法的流程图,该方法可应用于上述图1-图4任一实施例所述的变压器电路,控制变压器电路的电压和功率。如图5所示,该方法包括:
S101、确定变压器电路的各第一脉冲的相位角;
其中,所述第一脉冲为变压器电路的各低压侧有源桥电路的输入脉冲。第一脉冲可以为图3中所示的低压侧有源桥电路3的开关电路(311、312、321、322)输入端的输入脉冲,该输入脉冲为占空比为0.5的固定开关频率脉冲。
在本实施例中,可以根据实际情况来预设每个第一脉冲的优选的相位角,还可以根据低压侧有源桥电路的实际电流值、高压侧有源桥电路的实际电压、功率等参数来计算各第一脉冲的相位角。
S102、根据第二脉冲的相位角和占空比、各第一脉冲的相位角和占空比,控制变压器电路的电压和功率。
其中,所述第二脉冲为所述变压器电路的高压侧有源桥电路的输入脉冲。第二脉冲可以为图2中所示的高压侧有源桥电路1的开关电路(111、112、121、122)输入端的输入脉冲,该输入脉冲为相角不变且占空比为0.5的固定开关频率脉冲。
在本申请的变压器电路中,只要通过控制各低压侧有源桥电路的输入脉冲相角,就可以实现电压变换和功率控制;该控制变量单一,因此该控制方法简单实用。
图6为图5实施例S101的一种实现方式的流程图。如图6所示,步骤101“确定变压器电路的各第一脉冲的相位角”,包括:
S201、确定各第一脉冲对应的目标参考电流值。
其中,第一脉冲对应的目标参考电流值可以为图3中所示的低压侧有源桥电路3对应的电流参考值。
在本实施例中,可以根据实际情况来预设每个第一脉冲对应的目标参考电流值,还可以根据低压侧有源桥电路的实际电流值、高压侧有源桥电路的实际电压、功率等参数来计算各第一脉冲对应的目标参考电流值。
S202、根据各第一脉冲对应的目标参考电流值和对应的低压侧有源桥电路的实际电流值,确定各第一脉冲的相位角。
在本实施例中,第一脉冲的相位角的确定方法如图7所示,图7为本发明一个实施例提供的图6所示实施例的方法示意图。其中,iref表示为第一脉冲对应的目标参考电流值;i表示为低压侧有源桥电路的实际电流值;φ表示第一脉冲的相位角;PI表示为比例积分运算器;PWM表示为占空比为0.5,相位角为φ的脉冲。在本实施例中,第一脉冲对应的目标参考电流值iref与低压侧有源桥电路的实际电流值i进行差值运算,然后进行积分运算后可以确定第一脉冲的相位角φ。
在图6所示实施例中,不同的场景下可以采用不同的方式来确定第一脉冲对应的目标参考电流值,下面详细介绍各种场景中确定的目标参考电流值的实现方式。
第一种场景:
在该场景下,所有的低压侧有源桥电路的输出端均连接储能设备,或者,部分低压侧有源桥电路的输出端连接储能设备,部分低压侧有源桥电路的输出端连接分布式电源或直流负载。
1)对于连接储能设备的低压侧有源桥电路,确定各第一脉冲对应的目标参考电流值,包括:根据预设的第一电压值和高压侧有源桥电路的实际电压确定目标参考电流值。
在本实施例中,根据预设的第一电压值和所述高压侧有源桥电路的实际电压确定所述目标参考电流值,然后根据该目标参考电流值和对应的低压侧有源桥电路的实际电流值,确定第一脉冲的相位角。
可选地,如图8所示,上述“根据预设的第一电压值和所述高压侧有源桥电路的实际电压确定所述目标参考电流值”,包括:
S301、确定第一电压值和高压侧有源桥电路的实际电压之间的第一电压差值。
S302、对第一电压差值进行比例积分运算,得到目标参考电流值。
2)对于连接分布式电源或直流负载的低压侧有源桥电路,如图9所示,上述步骤S201“确定各所述第一脉冲对应的目标参考电流值”包括:
S401、根据预设的第二电压值和各所述低压侧有源桥电路的实际电压值,确定各所述低压侧有源桥电路的第一参考电流值。
可选地,所述根据预设的第二电压值和各所述低压侧有源桥电路的实际电压值,确定各所述低压侧有源桥电路的第一参考电流值,如图10所示,包括:
S4011、确定所述第二电压值和各所述低压侧有源桥电路的实际电压值之间的第二电压差值;
S4012、对各所述第二电压差值进行比例积分运算,得到各所述低压侧有源桥电路的第一参考电流值。
S402、对各所述第一参考电流值进行校正,得到各所述目标参考电流值。
在本实施例中,第一脉冲对应的目标参考电流值的确定方法如图11所示。图11提供了第一场景各第一脉冲对应的目标参考电流值的确定方法的示意图,其中,低压侧有源桥电路端口一和低压侧有源桥电路端口二连接储能设备,低压侧有源桥电路端口三连接分布式电源或直流负载。iref1表示为低压侧有源桥电路端口一的第一脉冲对应的目标参考电流值;i1表示为低压侧有源桥电路端口一的实际电流值;φ1表示低压侧有源桥电路端口一的第一脉冲的相位角,PWM1为占空比为0.5,相位角为φ1的脉冲;iref2表示为低压侧有源桥电路端口二的第一脉冲对应的目标参考电流值;i2表示为低压侧有源桥电路端口二的实际电流值;φ2表示低压侧有源桥电路端口二的第一脉冲的相位角,PWM2为占空比为0.5,相位角为φ2的脉冲;iref3表示为第一参考电流值,iref'3表示为低压侧有源桥电路端口三的第一脉冲对应的目标参考电流值;i3表示为低压侧有源桥电路端口三的实际电流值;φ3表示低压侧有源桥电路端口三的第一脉冲的相位角,PWM3为占空比为0.5,相位角为φ3的脉冲;UHref表示为第一电压值,UH表示为高压侧有源桥电路的实际电压,PI表示为比例积分运算器。
可选地,对各第一参考电流值进行校正,得到各目标参考电流值,如图12所示,包括:
S4021、根据各低压侧有源桥电路的实际电流值,计算所述各低压侧有源桥电路的平均电流值;
S4022、计算各所述低压侧有源桥电路的实际电流值与所述电流平均值之间的电流差值;
S4023、将各所述第一参考电流值与所述电流差值进行叠加运算,得到各所述目标参考电流值。
在本实施例中,第一参考电流值的校正方法如图13所示。图13提供了第一场景各第一参考电流值的校正方法的示意图,其中,I3j表示为各低压侧有源桥电路端口三的实际电流值,I3avg表示为低压侧有源桥电路端口三的平均电流值,i3表示为各低压侧有源桥电路端口三的实际电流值,iref3_reg表示为电流差值。
第二种场景:
在该场景下,所有的低压侧有源桥电路的输出端均连接分布式电源或直流负载,可以将其中的一个低压侧有源桥电路的输出端确定为主端口,对于该主端口,确定第一脉冲对应的目标参考电流值的方法与图9所示实施例的方法类似,不同的是对第一参考电流值校正方法不同,如图14所示,对各第一参考电流值进行校正,得到目标参考电流值,包括:
S501、计算高压侧有源桥电路的平均电压值与高压侧有源桥电路的实际电压值之间的第三电压差值;
S502、对所述第三电压差值进行比例积分运算,得到第一电流校正值;
S503、将各所述第一参考电流值与所述第一电流校正值进行叠加运算,得到所述目标参考电流值。
在本实施例中,第一参考电流值的校正方法如图15所示。图15提供了第二场景各第一参考电流值的校正方法的示意图,其中,UHj表示为各高压侧有源桥电路端口的实际电压值,UHavg表示为各高压侧有源桥电路端口的平均电压值,UH1表示为高压侧有源桥电路端口的实际电压值,iref1_reg表示第一电流校正值。
在该场景中,对于除了主端口之外的其它低压侧有源桥电路,确定第一脉冲对应的目标参考电流值的方法与第一种场景中的情况2)的处理方法相同,此处不再赘述。
第三种场景:
在该场景下,高压侧有源桥电路和各低压侧有源桥电路的端口电压均为固定电压,则确定各第一脉冲对应的目标参考电流值,包括:根据预设功率确定各第一脉冲对应的目标参考电流值。
在本实施例中,可以根据实际情况确定一个预设功率,根据该预设功率确定各第一脉冲对应的目标参考电流值,根据各第一脉冲对应的目标参考电流值和对应的低压侧有源桥电路的实际电流值,确定各第一脉冲的相位角。
在本实施例中,也可以将其中的一个低压侧有源桥电路的输出端确定为主端口,对该主端口,如图16所示,根据预设功率确定各第一脉冲对应的目标参考电流值,包括:
S601、根据预设功率确定各低压侧有源桥电路的第二参考电流值;
S602、对各第二参考电流值进行校正,得到各目标参考电流值。
可选地,如图17所示,对各所述第二参考电流值进行校正,得到各目标参考电流值,包括:
S6021、计算高压侧有源桥电路的平均电压值与各高压侧有源桥电路的实际电压值之间的第四电压差值;
S6022、对各第四电压差值进行比例积分运算,得到第二电流校正值;
S6023、对各第二参考电流值和所述第二电流校正值进行叠加运算,得到各所述目标参考电流值。
在本实施例中,第二参考电流值的校正方法如图18所示。图18提供了第三场景各第二参考电流值的校正方法的示意图,其中,UHj表示为各高压侧有源桥电路端口的实际电压值,UHavg表示为各高压侧有源桥电路端口的平均电压值,UH1表示为高压侧有源桥电路端口的实际电压值,iref1_reg表示第二电流校正值。
可选地,对于除了主端口之外的其它低压侧有源桥电路,如图19所示,根据预设功率确定第一脉冲对应的目标参考电流值。
在本实施例中,第一脉冲对应的目标参考电流值的确定方法如图19所示。图19提供了第三场景各第一脉冲对应的目标参考电流值的确定方法的示意图,其中,低压侧有源桥电路端口一和低压侧有源桥电路端口二都连接分布式电源或直流负载。iref1表示为第二参考电流值;iref'1表示为低压侧有源桥电路端口一的第一脉冲对应的目标参考电流值;i1表示为低压侧有源桥电路端口一的实际电流值;iref1_reg表示为第二电流校正值;φ1表示低压侧有源桥电路端口一的第一脉冲的相位角,PWM1为占空比为0.5,相位角为φ1的脉冲;iref2表示为低压侧有源桥电路端口二的第一脉冲对应的目标参考电流值;i2表示为低压侧有源桥电路端口二的实际电流值;φ2表示低压侧有源桥电路端口二的第一脉冲的相位角,PWM2为占空比为0.5,相位角为φ2的脉冲;PI表示为比例积分运算器。
综上,针对上述不同的应用场景,本申请提出了不同的控制方法,实现了通过控制所述多低压馈出端口单元低压侧各馈出有源桥的控制驱动脉冲相角,使高频变压器漏感两端产生一定的电压,从而实现电压变换和功率控制。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种变压器电路的控制方法,所述控制方法用于控制一种变压器电路,所述变压器电路包括:高压侧有源桥电路、分裂磁路高频隔离变压器和至少两个低压侧有源桥电路;所述分裂磁路高频隔离变压器为高压侧多绕组并联、低压侧各绕组独立的结构;所述分裂磁路高频隔离变压器的绕组绕在一个磁芯上;
所述高压侧有源桥电路的输出端与所述分裂磁路高频隔离变压器的输入端连接,所述分裂磁路高频隔离变压器的至少两个输出端分别与所述至少两个低压侧有源桥电路的输入端连接;
所述高压侧有源桥电路包括第一半桥电路和第二半桥电路,所述第一半桥电路和所述第二半桥电路均包括两个开关电路;所述分裂磁路高频隔离变压器的高压侧包括第一绕组和第二绕组,所述第一绕组和所述第二绕组并联;
所述第一半桥电路的两个开关电路的公共端与所述第一绕组的第二端,以及与所述第二绕组的第二端连接,所述第二半桥电路的两个开关电路的公共端与所述第一绕组的第一端,以及与所述第二绕组的第一端连接;
所述分裂磁路高频隔离变压器的低压侧包括N个第三绕组;其中,2≤N;
每个所述第三绕组的输出端与对应的低压侧有源桥电路的输入端连接;
所述第三绕组的个数大于所述低压侧有源桥电路的个数;
所述低压侧有源桥电路包括第三半桥电路和第四半桥电路;所述第三半桥电路和所述第四半桥电路均包括两个开关电路;
所述第三绕组的第一端与所述第四半桥电路的两个开关电路的公共端连接,所述第三绕组的第二端与所述第三半桥电路的两个开关电路的公共端连接;
其特征在于,所述方法包括:
确定各第一脉冲对应的目标参考电流值;所述目标参考电流值根据所述低压侧有源桥电路的实际电流值、所述高压侧有源桥电路的实际电压、功率参数确定;
根据各所述第一脉冲对应的目标参考电流值和对应的低压侧有源桥电路的实际电流值,确定所述变压器电路的各第一脉冲的相位角;所述第一脉冲为所述变压器电路的各低压侧有源桥电路的输入脉冲;
根据第二脉冲的相位角和占空比、各所述第一脉冲的相位角和占空比,控制所述变压器电路的各低压侧有源桥电路的输入脉冲相角以控制所述变压器电路的电压和功率;所述第二脉冲为所述变压器电路的高压侧有源桥电路的输入脉冲。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定各所述第一脉冲对应的目标参考电流值,包括:
根据预设的第一电压值和所述高压侧有源桥电路的实际电压确定所述目标参考电流值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据预设的第一电压值和所述高压侧有源桥电路的实际电压确定所述目标参考电流值,包括:
确定所述第一电压值和所述高压侧有源桥电路的实际电压之间的第一电压差值;
对所述第一电压差值进行比例积分运算,得到所述目标参考电流值。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定各所述第一脉冲对应的目标参考电流值,包括:
根据预设的第二电压值和各所述低压侧有源桥电路的实际电压值,确定各所述低压侧有源桥电路的第一参考电流值;
对各所述第一参考电流值进行校正,得到各所述目标参考电流值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据预设的第二电压值和各所述低压侧有源桥电路的实际电压值,确定各所述低压侧有源桥电路的第一参考电流值,包括:
确定所述第二电压值和各所述低压侧有源桥电路的实际电压值之间的第二电压差值;
对各所述第二电压差值进行比例积分运算,得到各所述低压侧有源桥电路的第一参考电流值。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述对各所述第一参考电流值进行校正,得到各所述目标参考电流值,包括:
根据各所述低压侧有源桥电路的实际电流值,计算所述低压侧有源桥电路的平均电流值;
计算各所述低压侧有源桥电路的实际电流值与所述平均电流 值之间的电流差值;
将各所述第一参考电流值与所述电流差值进行叠加运算,得到各所述目标参考电流值。
7.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,所述对各所述第一参考电流值进行校正,得到所述目标参考电流值,包括:
计算所述高压侧有源桥电路的平均电压值与所述高压侧有源桥电路的实际电压值之间的第三电压差值;
对所述第三电压差值进行比例积分运算,得到第一电流校正值;
将各所述第一参考电流值与所述第一电流校正值进行叠加运算,得到所述目标参考电流值。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定各所述第一脉冲对应的目标参考电流值,包括:
根据预设功率确定各所述第一脉冲对应的目标参考电流值。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据预设功率确定各所述第一脉冲对应的目标参考电流值,包括:
根据预设功率确定各所述低压侧有源桥电路的第二参考电流值;
对各所述第二参考电流值进行校正,得到各所述目标参考电流值。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述对各所述第二参考电流值进行校正,得到各所述目标参考电流值,包括:
计算所述高压侧有源桥电路的平均电压值与各所述高压侧有源桥电路的实际电压值之间的第四电压差值;
对各所述第四电压差值进行比例积分运算,得到第二电流校正值;
对各所述第二参考电流值和所述第二电流校正值进行叠加运算,得到各所述目标参考电流值。
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