CN113572363B - 双主动全桥变换器的负载稳态控制方法、装置及系统 - Google Patents

双主动全桥变换器的负载稳态控制方法、装置及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113572363B
CN113572363B CN202110855618.6A CN202110855618A CN113572363B CN 113572363 B CN113572363 B CN 113572363B CN 202110855618 A CN202110855618 A CN 202110855618A CN 113572363 B CN113572363 B CN 113572363B
Authority
CN
China
Prior art keywords
real
dab
output voltage
time
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110855618.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113572363A (zh
Inventor
卜庆雷
文辉清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong Liverpool University
Original Assignee
Xian Jiaotong Liverpool University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong Liverpool University filed Critical Xian Jiaotong Liverpool University
Priority to CN202110855618.6A priority Critical patent/CN113572363B/zh
Publication of CN113572363A publication Critical patent/CN113572363A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113572363B publication Critical patent/CN113572363B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33584—Bidirectional converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本申请涉及双主动全桥变换器的负载稳态控制方法、装置及系统，其中方法包括：获取双主动全桥变换器DAB当前模态下的实时输出电压和实时电感电流；控制所述实时输出电压和实时电感电流在相位域内组成的状态点按照规划的相轨迹运行，所述规划的相轨迹使得所述DAB的输出功率满足对应负载的功率要求。解决现有技术中恒功率负载的稳定性控制基于buck或者boost变换器来实现，无法适应未来混合式或直流电网需求，以及应用场景受限等问题。

Description

双主动全桥变换器的负载稳态控制方法、装置及系统
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种双主动全桥变换器的负载稳态控制方法、装置及系统。
背景技术
做为智能电网系统中的关键核心组件，隔离式双主动全桥变换器(Bi-directional Dual-active-bridge，DAB)因具有高功率密度、电气绝缘隔离、全域软开关和双向功率传输等特性，大幅应用在分布式可再生能源发电系统、直流微网系统、储能系统、和电动汽车等领域。
图1所示为混合交直流电网系统示意图，交流部分由交流网侧、工频变压器和前端变换器组成。直流部分包含直流母线、能量交互界面和负载端，其中能量交互界面为双主动全桥变换器，负载端包括储能系统、电动汽车和含有电压闭环变换器在内的恒功率负载类型。
由于日益复杂的负载情况出现，如何稳定恒功率负载已成为在双主动全桥变换器中不可忽视的问题。
目前已有的稳定恒功率负载的控制方法多是基于传统buck或boost变换器提出，通过比较阻性负载和恒功率负载在定义及计算方式的不同，绘制等效电路模型，列出优化方程，从而进行恒功率负载的稳定。
上述优化方式基于的传统buck或者boost变换器并不具备电气隔离和双向能量传输的能力，无法适应未来混合式或直流电网的需要。除此之外，传统buck或者boost变换器由于其等效占空比的限制，高电压变比情况无法实现，应用场景受限。
因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。
发明内容
本申请的目的在于提供一种双主动全桥变换器的负载稳态控制方法、装置及系统，以解决现有技术中恒功率负载的稳定性控制基于buck或者boost变换器来实现，无法适应未来混合式或直流电网需求，以及应用场景受限等问题。
本申请的目的通过以下技术方案实现：
第一方面，提供一种双主动全桥变换器的负载稳态控制方法，包括：
获取双主动全桥变换器DAB当前模态下的实时输出电压和实时电感电流；
控制所述实时输出电压和实时电感电流在相位域内组成的状态点按照规划的相轨迹运行，所述规划的相轨迹使得所述DAB的输出功率满足对应负载的功率要求。
可选地，在本申请第一方面的一个实施例中，所述控制所述实时输出电压和实时电感电流在相位域内组成的状态点按照规划的相轨迹运行，包括：
若所述实时输出电压和所述实时电感电流达到预设模态切换点对应的输出电压和电感电流，则生成所述DAB的模态切换信号；
根据所述模态切换信号，控制所述DAB按照预定的切换模式进行模态切换。
可选地，在本申请第一方面的一个实施例中，所述控制所述实时输出电压和实时电感电流在相位域内组成的状态点按照规划的相轨迹运行，还包括：
若所述实时输出电压和所述实时电感电流，不满足预设轨迹，则对所述实时输出电压和实时电感电流进行调整，以满足所述规划的相轨迹。
可选地，在本申请第一方面的一个实施例中，所述获取双主动全桥变换器DAB的实时输出电压和实时电感电流之前，还包括规划相轨迹的步骤：
以所述DAB的电感电流和输出电压为状态变量，建立所述DAB不同模态下的状态空间方程；
求解所述状态空间方程，得到所述状态空间方程不同模态下的解；
所述解即为规划的相轨迹。
可选地，在本申请第一方面的一个实施例中，所述预设模态切换点通过以下方式获得：
求每两个相邻模态的解的相交点，所述相交点即为所述预设模态切换点。
可选地，在本申请第一方面的一个实施例中，所述负载为恒功率负载，所述切换模式包括：
将所述DAB的运行状态由空载稳态直接切换至恒功率负载稳态。
可选地，在本申请第一方面的一个实施例中，所述负载为恒功率负载，所述切换模式包括：
将所述DAB的运行状态先由空载稳态先切换至阻性负载稳态，再由所述阻性负载稳态切换至恒功率负载稳态。
第二方面，提供一种带恒功率负载双主动全桥变换器的控制装置，包括：
数据获取模块，用于获取双主动全桥变换器DAB当前模态下的实时输出电压和实时电感电流；
控制驱动模块，用于控制所述实时输出电压和实时电感电流在相位域内组成的状态点按照规划的相轨迹运行，所述规划的相轨迹使得所述DAB的输出功率满足对应负载的功率要求。
第三方面，提供一种带恒功率负载双主动全桥变换器的控制系统，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有程序，所述程序被处理器执行时，用以实现第一方面所述的恒功率负载双主动全桥变换器的控制方法的步骤。
第四方面，提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有程序，所述程序在被处理器执行时，用以实现第一方面所述恒功率负载双主动全桥变换器的控制方法的步骤。
与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：本申请的控制方法根据负载功率要求，规划状态轨迹，控制DAB的状态点按照规划的状态轨迹运行，以使DAB的输出功率满足负载功率要求。因此，本申请不止适用于阻性负载，对于恒功率负载和混合负载(即同时包含阻性负载和恒功率负载)情况，均可以起到同样的优化效果，从而提升了本申请的广泛应用性和灵活性。
而且，不同负载情况将只由电感电流和输出电压这两个瞬时参数决定，而与传统相移控制中的相移比和运行频率无关，切换过程不需要固定频率，只需满足预设模态切换点即可，简化了传统优化算法的复杂度。
附图说明
图1是混合交直流电网系统示意图；
图2是本申请一个实施例提供的DAB拓扑结构图；
图3(a)～图3(d)是DAB工作模式的四种模态工作模式示意图；
图4是本申请一个实施例提供的实现本申请控制方法和装置的系统构架图；
图5是本申请一个实施例提供双主动全桥变换器的负载稳态控制方法的流程图；
图6(a)～图6(b)是本申请一个实施例提供的相位域切换模式示意图；
图7(a)和图7(b)是本申请一个实施例提供的不同切换模式对应的时域示意图；
图8是本申请一个实施例提供的阻性负载情况下的启动态的状态轨迹图；
图9：是本申请一个实施例提供的阻性和恒功率负载并联情况下的稳态的状态轨迹图；
图10是本申请一个实施例提供的带恒功率负载双主动全桥变换器的控制装置结构框图；
图11是本申请一个实施例提供的控制系统的结构框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
针对现有技术中恒功率负载的稳定性控制基于buck或者boost变换器来实现，无法适应未来混合式或直流电网需求的问题，本申请提供了一种带恒功率负载的双主动全桥变换器DAB的控制方法。
下面介绍双主动全桥变换器DAB的拓扑结构以及工作模式。
图2给出了本申请一个实施例提供的DAB拓扑结构，该DAB由电感L和高频变压器构成，8个半导体开关管S1-S4，Q1-Q4分别组成高频变压器的原、副边全桥结构，原边全桥和副边全桥通过变比为n:1的变压器进行电气隔离。输入端电压V1通过滤波电容C1与原边全桥连接，输出端电压V2通过直流滤波电容C2与副边全桥相连。
图3(a)～图3(d)分别对应DAB工作模式的四种模态，图3(a)为模态1工作情况，S1、S4、Q2、Q3导通，S2、S3、Q1、Q4关断；图3(b)为模态2工作情况，S1、S4、Q1、Q4导通，S2、S3、Q2、Q3关断；图3(c)为模态3工作情况，S2、S3、Q1、Q4导通，S1、S4、Q2、Q3关断；图3(d)为模态4工作情况，S2、S3、Q2、Q3导通，S1、S4、Q1、Q4关断。
DAB在工作过程中，四重模态的切换顺序为：模态1-模态2-模态3-模态4。
图4给出了本申请一个实施例提供的实现本申请控制方法和装置的系统构架图，如图4所示，该系统构架包括电压采集装置、电流采集装置、控制驱动装置和DAB。
其中，电压采集装置可以是电压采集电路，电流采集装置可以是电流采集电路，电压采集电路用于采集DAB的输出电压，电流采集电路用于采集流经电感L的电感电流。
本实施例的控制驱动装置，例如，可以是单片机。还可以是PC、智能终端等，本实施例对控制驱动装置的具体类型不做限定。
该控制驱动装置中运行有程序，该程序在被处理器执行时，具体实现如下功能：
获取双主动全桥变换器DAB当前模态下的实时输出电压和实时电感电流，控制所述实时输出电压和实时电感电流在相位域内组成的状态点按照规划的相轨迹运行，所述规划的相轨迹使得所述DAB的输出功率满足对应负载的功率要求。
在对状态点进行相轨迹的控制过程中，判断所述实时输出电压和实时电感电流，是否达到DAB预设模态切换点对应的输出电压和电感电流，若是，则生成模态切换信号，基于模态切换信号，控制所述DAB按照预定的切换模式进行模态切换。
示例性地，本实施例的状态点指的是以输出电压为横坐标，以电感电流为纵坐标的相位域内的点。
例如，DAB当前工作于模态1，当达到预设模态切换点时，输出驱动信号，将DAB的工作模式切换至模态2。本实施例通过控制对应模态下，半导体开关器件的导通和截止，来实现模态切换。
上述单片机实现相应功能的具体实施方案，将在下文详述。
图5给出了本申请一个实施例提供的双主动全桥变换器的负载稳态控制方法的流程图，下面以双主动全桥变换器的控制驱动装置为执行主体，对本申请的控制方法进行说明，如图5所示，所述控制方法包括：
S501：获取双主动全桥变换器DAB当前模态下的实时输出电压和实时电感电流。
具体地，本实施例通过设置电流采集电路和电压采集电路来分别采集电感电流
Figure BDA0003184020910000061
和输出电压V2。
采集的电感电流
Figure BDA0003184020910000062
和输出电压V2发送至控制驱动装置。
S502：控制所述实时输出电压和实时电感电流在相位域内组成的状态点按照规划的相轨迹运行。
具体地，本实施例根据不同负载，规划相轨迹，规划的相轨迹使得所述DAB的输出功率满足对应负载的功率要求。
本实施例DAB的负载可以是阻性负载、恒功率负载或者阻性负载和恒功率负载并联构成的混合负载。
不同负载需要满足不同的功率要求，相应地，DAB需要不同的输出功率。对于恒功率负载，需要DAB输出稳定的功率。
可选，在控制状态点按照规划的相轨迹运行的过程中，若所述实时输出电压和所述实时电感电流，不满足规划的相轨迹，则对所述实时输出电压和实时电感电流进行调整。
本实施例通过控制驱动装置存储规划的相轨迹，控制驱动装置获取DAB的实时输出电压和实时电感电流，并与规划的相轨迹中对应的状态点进行比较，若不满足规划的相轨迹，则对实时输出电压和实时电感电流进行调整。本实施例无需额外设置PI或PID控制器来调节实时输出电压和实时输出电流，与传统PI或PID调节相比，本发明具有瞬态响应快，无需调节PI或PID参数等优势。
可选地，本实施例通过以下方式得到规划的相轨迹：
以所述DAB的电感电流和输出电压为状态变量，构建所述DAB不同模态下的状态空间方程；
求解所述状态空间方程，得到所述状态空间方程不同模态下的解；
所述解即为规划的相轨迹。
具体地，本实施例中，基于DAB的瞬时电感电流和瞬时输出电压，得到DAB的状态轨迹，即相轨迹。图6(a)和图6(b)给出了本申请一个实施例提供的DAB在恒功率负载下的状态轨迹。DAB的状态轨迹在二维平面上由电感电流和输出电压组成。
对于DAB的不同输出功率，对应的状态轨迹不同。本实施例以输出电压和电感电流为状态变量，并根据输入电源参数、负载参数等建立状态空间方程。
对于图3(a)～3(d)中DAB工作模式的四个模态，得到的状态空间方程的表达式不同。
可选地，本实施例四个模态下的状态空间方程表达式如下：
Figure BDA0003184020910000071
其中，p1、p2对应图3(a)～3(d)中四个模态的工作模式参数，具体为：对于图3(a)的模态1，p1＝1，p2＝-1；对于图3(b)的模态2，p1＝1，p2＝1；对于图3(c)的模态3，p1＝-1，p2＝1；对于图3(d)的模态4，p1＝-1，p2＝-1。
通过求解上述状态空间方程，得到：
ξ1，2，3，4＝(p1V1n-p2uC2n)2-(iLn，1，2，3,4-p2ion)2-(p1V1n-p2)2+(iLn，1,2,3,4-p2ion)2
其中，ξ1,2,3,4表示四种模态下的状态空间方程的解，即DAB的相轨迹表达式，该相轨迹表达式对应的轨迹即为规划的相轨迹。
iLn,1,2,3,4表示四种模态下的电感电流标幺值，ion表示输出电流标幺值，V1n表示输入电压标幺值，uC2n表示电容C2两端的电压标幺值。
由于在恒功率负载中，负载功率为恒定值，因此输出电流标幺值ion表达式不同于传统阻性负载，对于恒功率负载，电流标幺值为：
Figure BDA0003184020910000081
Zo表示等效电阻标幺值，P表示恒功率负载值，Vref表示输出基准电压。
可选地，本实施例在控制DAB的状态轨迹的过程中：
若所述实时输出电压和所述实时电感电流达到预设模态切换点对应的输出电压和电感电流，则生成所述DAB的模态切换信号；
根据所述模态切换信号，控制所述DAB按照预定的切换模式进行模态切换。
本实施例不同负载对应的预设模态切换点存储于控制驱动装置中，该预设模态切换点可以表示为(V2，
Figure BDA0003184020910000082
)。
通过分别求解上述四模态工作模式下的状态轨迹表达式的交点，即可得到本实施例的预设模态切换点。
在得到预设模式切换点后，在根据负载对DAB进行控制时，获取DAB当前模态下的实时电感电流和实时输出电压，判断该实时输出电压和实时电感电流，是否达到预设模态切换点对应的输出电压和电感电流，若是，则输出模态切换信号。
可选地，在一个示例中，对于恒功率负载，本实施例的切换模式可以为：空载稳态直接切换至恒功率负载稳态。如图6(a)所示，具体切换过程为：
根据所述DAB空载稳态运行状态下的预设模态切换点，对所述DAB进行模态切换，使所述DAB运行于空载稳态；
响应于所述DAB的所述空载稳态运行时长达到预设时长，根据所述空载稳态至所述DAB恒功率负载瞬态的预设模态切换点，控制所述DAB运行于恒功率负载瞬态；
根据所述DAB运行于恒功率负载稳态的预设模态切换点，对所述DAB进行模态切换，使所述DAB在恒功率负载稳态下运行。
在另一个示例中，对于恒功率负载，本实施例的切换模式还可以为：由空载稳态先切换至阻性负载稳态，再进一步切换至恒功率负载稳态。如图6(b)所示，具体切换过程为：
根据所述DAB空载稳态运行状态下的预设模态切换点，对所述DAB进行模态切换，使所述DAB运行于空载稳态；
响应于所述DAB的所述空载稳态运行时长达到第一预设时长，根据所述空载稳态至所述DAB阻性负载瞬态的预设模态切换点，控制所述DAB运行于阻性负载稳态；
响应于所述DAB的所述阻性负载稳态运行时长达到第二预设时长，根据所述阻性负载稳态至所述DAB恒功率负载瞬态的预设模态切换点，控制所述DAB运行于恒功率负载瞬态；
根据所述DAB运行于恒功率负载稳态的预设模态切换点，对所述DAB进行模态切换，使所述DAB在恒功率负载稳态下运行。
图7(a)和图7(b)是本申请不同负载切换模式时域示意图，图7(a)是空载稳态直接切换至恒功率负载稳态，图7(b)是空载稳态先切换至传统阻性负载稳态后进一步切换至恒功率负载稳态。由图7(a)和图7(b)的时域图可以看出，本申请的控制方法使得切换瞬态稳定时间大幅缩短，启动态到稳态时间同样大幅缩短。
如图8所示是本申请控制法在相同工况下的结果，启动过程从5.6毫秒缩短到1.6毫秒，大幅提升瞬态响应时间。
图9是本申请控制法在阻性负载和恒功率负载并联情况下的稳态实验结果。不同负载情况下，只由电感电流和输出电压这两个瞬时参数决定，而与传统相移控制中的相移比和运行频率无关。因此，本申请的控制方法不止适用于阻性负载，对于恒功率负载和混合负载情况均可以起到同样的优化效果，从而提升了本申请的广泛应用性和灵活性。
综上所述，本申请的控制方法根据负载功率要求，规划状态轨迹，控制DAB的状态点按照规划的状态轨迹运行，以使DAB的输出功率满足负载功率要求。因此，本申请不止适用于阻性负载，对于恒功率负载和混合负载(即同时包含阻性负载和恒功率负载)情况，均可以起到同样的优化效果，从而提升了本申请的广泛应用性和灵活性。
而且，不同负载情况下的DAB控制，只由电感电流和输出电压这两个瞬时参数决定，而与传统相移控制中的相移比和运行频率无关，切换过程不需要固定频率，只需满足预设模态切换点即可，简化了传统优化算法的复杂度。
本申请还提供一种双主动全桥变换器的负载稳态控制装置，图10给出了本申请一个实施例提供的双主动全桥变换器的负载稳态控制装置的框图，如图10所示，该装置包括：
数据获取模块，用于获取双主动全桥变换器DAB当前模态下的实时输出电压和实时电感电流；
控制驱动模块，用于控制所述实时输出电压和实时电感电流在相位域内组成的状态点按照规划的相轨迹运行，所述规划的相轨迹使得所述DAB的输出功率满足对应负载的功率要求。
本申请的控制装置根据负载功率要求，通过规划相轨迹，控制电感电流和输出电压的状态轨迹，使其按照规划的相轨迹运行。本申请中，只要根据负载功率要求，规划相轨迹即可满足负载功率要求。因此，本申请不止适用于阻性负载，对于恒功率负载和混合负载(即同时包含阻性负载和恒功率负载)情况，均可以起到同样的优化效果，从而提升了本申请的广泛应用性和灵活性。
上述实施例提供的控制装置与对应的控制方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
需要说明的是：上述实施例中提供的控制装置，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将控制装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
本申请实施例还提供一种双主动全桥变换器的负载稳态控制系统，图11是本申请一个实施例提供的控制系统的结构框图，如图11所示，该控制系统包括处理器和存储器，其中：
处理器，可以包括一个或多个处理核心，比如：4核心处理器、6核心处理器等。处理器可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。
存储器，可以包括高速随机存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、内存器件、或其他易失性固态存储器件。
本实施例的存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序可在所述处理器上运行，所述处理器执行所述计算机程序时，可以实现本申请控制方法或上述控制装置相关实施例中的所有或部分实施步骤，和/或文本中描述的其他内容。
本领域技术人员可以理解，图11仅仅是本申请实施例控制组件的一种可能的实现方式，其他实施方式中，还可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同部件，本实施例对此不作限定。
本申请还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时，用以实现上述双主动全桥变换器的负载稳态控制方法实施例的步骤。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种双主动全桥变换器的负载稳态控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
获取双主动全桥变换器DAB当前模态下的实时输出电压和实时电感电流；
控制所述实时输出电压和实时电感电流在相位域内组成的状态点按照规划的相轨迹运行，所述规划的相轨迹使得所述DAB的输出功率满足对应负载的功率要求；
所述控制所述实时输出电压和实时电感电流在相位域内组成的状态点按照规划的相轨迹运行，包括：
若所述实时输出电压和所述实时电感电流达到预设模态切换点对应的输出电压和电感电流，则生成所述DAB的模态切换信号；
根据所述模态切换信号，控制所述DAB按照预定的切换模式进行模态切换；
所述控制所述实时输出电压和实时电感电流在相位域内组成的状态点按照规划的相轨迹运行，还包括：
若所述实时输出电压和所述实时电感电流，不满足规划的相轨迹，则对所述实时输出电压和实时电感电流进行调整；
所述获取双主动全桥变换器DAB的实时输出电压和实时电感电流之前，还包括规划相轨迹的步骤：
以所述DAB的电感电流和输出电压为状态变量，建立所述DAB不同模态下的状态空间方程；
求解所述状态空间方程，得到所述状态空间方程不同模态下的解；
所述解即为规划的相轨迹。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设模态切换点通过以下方式获得：
求每两个相邻模态的解的相交点，所述相交点即为所述预设模态切换点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载为恒功率负载，所述切换模式包括：
将所述DAB的运行状态由空载稳态直接切换至恒功率负载稳态。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载为恒功率负载，所述切换模式包括：
将所述DAB的运行状态先由空载稳态先切换至阻性负载稳态，再由所述阻性负载稳态切换至恒功率负载稳态。
5.一种双主动全桥变换器的负载稳态控制装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取双主动全桥变换器DAB当前模态下的实时输出电压和实时电感电流；
控制驱动模块，用于控制所述实时输出电压和实时电感电流在相位域内组成的状态点按照规划的相轨迹运行，所述规划的相轨迹使得所述DAB的输出功率满足对应负载的功率要求；
所述控制驱动模块，用于：
若所述实时输出电压和所述实时电感电流达到预设模态切换点对应的输出电压和电感电流，则生成所述DAB的模态切换信号；
根据所述模态切换信号，控制所述DAB按照预定的切换模式进行模态切换；
所述控制驱动模块，还用于：
若所述实时输出电压和所述实时电感电流，不满足规划的相轨迹，则对所述实时输出电压和实时电感电流进行调整；
所述获取双主动全桥变换器DAB的实时输出电压和实时电感电流之前，还包括规划相轨迹的模块，用于：
以所述DAB的电感电流和输出电压为状态变量，建立所述DAB不同模态下的状态空间方程；
求解所述状态空间方程，得到所述状态空间方程不同模态下的解；
所述解即为规划的相轨迹。
6.一种双主动全桥变换器的负载稳态控制系统，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有程序，所述程序被处理器执行时，用以实现权利要求1-4任一项所述双主动全桥变换器的负载稳态控制方法的步骤。
7.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有程序，所述程序在被处理器执行时，用以实现权利要求1-4任一项所述双主动全桥变换器的负载稳态控制方法的步骤。
CN202110855618.6A 2021-07-28 2021-07-28 双主动全桥变换器的负载稳态控制方法、装置及系统 Active CN113572363B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110855618.6A CN113572363B (zh) 2021-07-28 2021-07-28 双主动全桥变换器的负载稳态控制方法、装置及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110855618.6A CN113572363B (zh) 2021-07-28 2021-07-28 双主动全桥变换器的负载稳态控制方法、装置及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113572363A CN113572363A (zh) 2021-10-29
CN113572363B true CN113572363B (zh) 2022-08-02

Family

ID=78168419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110855618.6A Active CN113572363B (zh) 2021-07-28 2021-07-28 双主动全桥变换器的负载稳态控制方法、装置及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113572363B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104570726A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 北京精密机电控制设备研究所 一种用于机电伺服机构的模糊变结构控制方法
CN106998136A (zh) * 2017-05-21 2017-08-01 重庆大学 基于相轨迹规划和跟踪的Buck变换器控制系统和方法
US9748853B1 (en) * 2016-11-01 2017-08-29 Macau University Of Science And Technology Semi-dual-active-bridge converter system and methods thereof
CN108695996A (zh) * 2018-06-26 2018-10-23 重庆大学 基于Buck环节的无线电能传输系统滑模控制方法
CN111049392A (zh) * 2019-12-27 2020-04-21 合肥工业大学 基于坐标变换的双有源桥拓展移相最小回流功率控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104570726A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 北京精密机电控制设备研究所 一种用于机电伺服机构的模糊变结构控制方法
US9748853B1 (en) * 2016-11-01 2017-08-29 Macau University Of Science And Technology Semi-dual-active-bridge converter system and methods thereof
CN106998136A (zh) * 2017-05-21 2017-08-01 重庆大学 基于相轨迹规划和跟踪的Buck变换器控制系统和方法
CN108695996A (zh) * 2018-06-26 2018-10-23 重庆大学 基于Buck环节的无线电能传输系统滑模控制方法
CN111049392A (zh) * 2019-12-27 2020-04-21 合肥工业大学 基于坐标变换的双有源桥拓展移相最小回流功率控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
双向全桥DC-DC变换器的负载电流前馈控制方法;侯聂等;《中国电机工程学报》;20160505;第36卷(第9期);第2478-2485页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113572363A (zh) 2021-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Akar et al. A bidirectional nonisolated multi-input DC–DC converter for hybrid energy storage systems in electric vehicles
Song et al. Sliding-mode and Lyapunov function-based control for battery/supercapacitor hybrid energy storage system used in electric vehicles
Bellache et al. Transient power control for diesel-generator assistance in electric boat applications using supercapacitors and batteries
Manandhar et al. Joint control of three-level DC–DC converter interfaced hybrid energy storage system in DC microgrids
Devi Vidhya et al. Hybrid fuzzy PI controlled multi-input DC/DC converter for electric vehicle application
Kacetl et al. Design and analysis of modular multilevel reconfigurable battery converters for variable bus voltage powertrains
Gayen et al. An improved dynamic performance of bidirectional SEPIC-Zeta converter based battery energy storage system using adaptive sliding mode control technique
DE102014206518A1 (de) Leistungsumwandlungsgerat
Tricarico et al. New hybrid‐microgrid topology using a bidirectional interleaved converter as a robust power interface operating in grid‐connected and islanded modes
Aglawe et al. State of the art and materials based characteristics in power converters for electric vehicles
Venkata Govardhan Rao et al. Design of a bidirectional DC/DC converter for a hybrid electric drive system with dual-battery storing energy
DE102019116823A1 (de) Hybridfahrzeugantriebsstrang mit isoliertem zweifachbus
Zarei et al. High voltage gain switched z‐source inverter with low current stress
Agrawal Circulating power flow restricted operation of the isolated bi-directional dual-active bridge DC-DC converter for battery charging applications
CN113572363B (zh) 双主动全桥变换器的负载稳态控制方法、装置及系统
Thota et al. Participation Factor based analysis of PVSC type Multi-Input Zeta-SEPIC dc-dc converter
Bharathidasan et al. Hybrid Controlled Multi‐Input DC/DC Converter for Electric Vehicle Application
Sikander et al. Control design approach for improved voltage stability in microgrid energy storage system
Kumari et al. Control strategy for modified CI-based Bi-directional Γ-Z source DC-DC converter for buck-boost operation
Allaoua et al. A Robust Fuzzy Sliding Mode Controller Synthesis Applied on Boost DC‐DC Converter Power Supply for Electric Vehicle Propulsion System
Saravanan et al. Overview of Bidirectional DC–DC Converters Topologies for Electric Vehicle and Renewable Energy System
Veerachary et al. Two-input DC-DC converter for DC-grid applications
Jaganathan et al. Investigation of non-isolated dual-input step-up DC–DC converter using sliding mode control for EV application
Balaji et al. An extendable high‐efficiency triple‐port SEPIC–SEPIC converter with continuous input currents for DC microgrid applications
Narwaria et al. A review on multi-input DC-DC converter and its controlling for hybrid power system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant