CN117375381B - Dc/dc变换器及其控制方法、功率变换装置和储能系统 - Google Patents

Dc/dc变换器及其控制方法、功率变换装置和储能系统 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开一种DC/DC变换器及其控制方法、功率变换装置和储能系统，通过在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比，在预设电压范围内的母线电压越大，驱动信号在预设占空比范围内对应的目标占空比越大，使得DC/DC变换器在待机状态或工作状态下，随着母线电压的增大，占空比逐渐上升，进而可以避免DC/DC变换器产生尖峰电流的情况，改善对功率开关管开启驱动时带来的噪音问题；或者使得DC/DC变换器在启机过程中实现了母线电压的缓起控制，避免尖峰大电流的出现以及母线过压的情况的出现，保证了DC/DC变换器的可靠性。

Description

DC/DC变换器及其控制方法、功率变换装置和储能系统
技术领域
本申请实施例涉及电路控制技术领域，尤其涉及一种DC/DC变换器及其控制方法、功率变换装置和储能系统。
背景技术
对于功率变换装置而言，对DC/DC变换器的输出端的母线电压的控制有很重要的作用。
为了控制功率变换装置的直流母线上的母线电压值，在现有的一些实现方式中会采用经典的bang-bang控制策略对DC/DC变换器进行控制；DC/DC变换器包括至少一个功率开关管。但是经典的bang-bang控制策略在开启驱动的时候会导致在变压器原边产生尖峰电流或母线电压过压等问题的出现，由此带来噪音干扰或者功率开关管损坏，这极大地影响使用体验。
发明内容
本申请提供一种DC/DC变换器及其控制方法、功率变换装置和储能系统，以改善在对功率开关管开驱动时出现尖峰电流和/或母线过压的问题，进而改善噪音问题或者提高装置的可靠性。
根据本申请的第一方面，提供了一种DC/DC变换器的控制方法，控制方法包括：
获取DC/DC变换器的母线电压；
在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比；其中，在预设电压范围内的母线电压越大，在预设占空比范围内对应的目标占空比越大；
根据目标占空比对功率开关管进行控制。
可选的，在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比之前，还包括：
获取母线电压的滞环范围，并将滞环范围确定为预设电压范围；
在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比，包括：
在母线电压满足在预设电压范围内时，将滞环范围内电压最小值和预设占空比范围中的最小占空比，确定为第一参考点；
将滞环范围内电压最大值和预设占空比范围中的最大占空比，确定为第二参考点；
根据第一参考点、第二参考点，以及获取到的母线电压确定母线电压在预设占空比范围内对应的目标占空比。
可选的，根据第一参考点、第二参考点，以及获取到的母线电压确定母线电压在预设占空比范围内对应的目标占空比，包括：
根据第一参考点、第二参考点确定母线电压与对应的目标占空比的第一对应关系；
根据获取到的母线电压和第一对应关系确定目标占空比。
可选的，第一对应关系为：
Duty=k*(Vmax-Vbus)+Dutymax，k=(Vmax-Vmin)/(Dutymin-Dutymax)；
其中，Duty表示目标占空比，Vmax表示滞环范围内电压最大值，Vmin表示滞环范围内电压最小值，Dutymax表示预设占空比范围内最大占空比，Dutymin表示预设占空比范围内最小占空比，Vbus表示获取到的母线电压。
可选的，在获取DC/DC变换器的母线电压之后，还包括：
在母线电压小于预设电压范围内的最小电压值时，将功率开关管的驱动信号的目标占空比确定为预设固定占空比；预设固定占空比大于或等于预设占空比范围内的最小占空比。
可选的，在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比之前，还包括：
获取目标母线电压或目标母线电压范围，其中，预设电压范围的最大值为目标母线电压或目标母线电压范围的最小电压值；
在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比，包括：
在母线电压满足在预设电压范围内时，将第一次获取到的母线电压作为母线电压初始值，和预设占空比范围中的最小占空比确定为第三参考点；
将目标母线电压或目标母线电压范围的最小电压值，和预设占空比范围中的最大占空比确定为第四参考点；
根据第三参考点、第四参考点以及获取到的母线电压确定母线电压在预设占空比范围内对应的目标占空比。
可选的，在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比之前，还包括：
根据功率开关管的设计参数确定预设占空比范围，设计参数包括电应力参数、过压参数和过流参数中的至少一者。
可选的，根据第三参考点、第四参考点以及获取到的母线电压确定母线电压在预设占空比范围内对应的目标占空比，包括：
根据第三参考点、第四参考点确定母线电压与对应的目标占空比的第二对应关系；
根据获取到的母线电压和第二对应关系确定目标占空比。
可选的，第二对应关系为：
Duty={[(Dutymax-Dutymin)*(Vbus-Vbus_ref)]/(Vbus_ref-Vbus_ini)} +Dutymax；
其中，Duty表示目标占空比，Vbus_ref表示目标母线电压或目标母线电压范围的最小电压值，Vbus_ini表示母线电压初始值，Dutymax表示预设占空比范围内最大占空比，Dutymin表示预设占空比范围内最小占空比，Vbus表示获取到的母线电压。
可选的，在获取DC/DC变换器的母线电压之后，还包括：
在母线电压大于目标母线电压或目标母线电压范围的最小电压值时，将功率开关管的驱动信号的目标占空比确定为0。
可选的，在目标母线电压范围内，DC/DC变换器的不同工况对应的目标母线电压不同。
可选的，在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比之前，还包括：
确定DC/DC变换器的工作状态；
响应于DC/DC变换器处于待机状态或工作状态，获取母线电压的滞环范围，并将滞环范围确定为预设电压范围；或者，响应于DC/DC变换器处于启机状态，获取目标母线电压或目标母线电压范围，其中，预设电压范围的最大值为目标母线电压或目标母线电压范围的最小电压值。
第二方面，本申请实施例还提供了一种DC/DC变换器，DC/DC变换器包括：
功率变换模块，包括至少一个功率开关管；
采样模块，用于获取DC/DC变换器的母线电压；
控制模块，用于在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比；其中，在预设电压范围内的母线电压越大，在预设占空比范围内对应的目标占空比越大；
驱动模块，用于根据目标占空比对功率开关管进行控制。
第三方面，本申请实施例还提供了一种功率变换装置，功率变换装置包括控制器、DC/DC变换器和DC/AC变换器，DC/DC变换器和DC/AC变换器通过直流母线连接，控制器被配置为执行如第一方面的控制方法。
第四方面，本申请实施例还提供了一种储能系统，包括储能电池和如第三方面的功率变换装置，功率变换装置用于利用电网的交流电能对储能电池充电，或者用于利用储能电池的直流电能对负载供电。
本申请实施例的DC/DC变换器及其控制方法、功率变换装置和储能系统，通过在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比，在预设电压范围内的母线电压越大，驱动信号在预设占空比范围内对应的目标占空比越大，进而根据目标占空比对DC/DC变换器的功率开关管进行控制；由此，使得装置在待机状态或工作状态下，随着母线电压的增大，占空比逐渐上升，可以避免DC/DC变换器产生尖峰电流的情况，改善对功率开关管开启驱动时带来的噪音问题。或者，可以使得装置在启机过程中母线电压逐渐上升，确保了对母线电压的平滑调节，实现了母线电压的缓起控制，避免出现大的尖峰电流以及母线过压的情况，保证了装置的可靠性和寿命。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种DC/DC变换器的控制方法的流程图；
图2是本申请实施例提供的另一种DC/DC变换器的控制方法的流程图；
图3是目标占空比与母线电压的关系的示意图；
图4是对push-pull电路采用传统bang-bang控制方法得到的仿真；
图5是对push-pull电路采用本申请上述任意实施例的DC/DC变换器的控制方法得到的仿真图；
图6是本申请实施例提供的另一种DC/DC变换器的控制方法的流程图；
图7是目标占空比与母线电压的关系的示意图；
图8是本申请实施例提供的一种DC/DC变换器的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的一种功率变换装置的结构示意图；
图10是本申请实施例提供的一种储能系统的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。应当进一步理解，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。再者，本文中使用的术语“或”、“和/或”、“包括以下至少一个”等可被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种参数或模块，但这些参数或模块不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的参数或模块彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一参数也可以被称为第二参数，类似地，第二参数也可以被称为第一参数。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。
应该理解，虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
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的权利范围。
为了便于理解本申请，首先对本申请采用的技术术语进行解释：
DC/DC变换器：是将直流输入电压转换为直流输出电压的电压转换器，其主要功能可以分为升压、降压、稳压中的至少一种。DC/DC变换器分为三类：升压型DC/DC变换器、降压型DC/DC变换器以及升降压型DC/DC变换器。
功率开关管：是指能承受较大电流，漏电流较小，在一定条件下有较好饱和导通及截止特性的三极管。例如，典型的功率开关管可以包括MOSFET和IGBT。
DC/AC变换器：又称逆变器，是应用电力电子器件将直流电转换成交流电的一种变流装置。
本申请实施例提供了一种DC/DC变换器的控制方法，DC/DC变换器包括至少一个功率开关管，该控制方法适用于改善DC/DC变换器中功率开关管开启驱动时带来的噪音干扰情况，也可以适用于改善开机瞬间出现的尖峰电流以及母线过压的情况。该控制方法可以由功率变换装置的控制器执行。图1是本申请实施例提供的一种DC/DC变换器的控制方法的流程图，参考图1，该DC/DC变换器的控制方法包括：
S110、获取DC/DC变换器的母线电压。
其中，母线电压为DC/DC变换器的输出端所连接的直流母线上的电压。DC/DC变换器可以应用在功率变换装置，功率变换装置还包括DC/AC变换器，DC/DC变换器与DC/AC变换器通过直流母线连接，DC/DC变换器的母线电压为连接DC/DC变换器与DC/AC变换器的直流母线上的电压。具体的，获取母线电压可以是实时获取，也可以定时获取（也即每隔固定时间获取一次母线电压），本实施例在此不做具体限定。在本申请一种可选实施例中，DC/DC变换器包括push-pull拓扑、Buck拓扑、Boost拓扑、Buck-Boost拓扑中的任意一种。
S120、在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比；其中，在预设电压范围内的母线电压越大，在预设占空比范围内对应的目标占空比越大。
其中，预设电压范围和预设占空比范围均可以在S120之前预先设定。在本申请部分可选实施例中，预设电压范围可以与DC/DC变换器的工作状态对应。
以预设电压范围可以与DC/DC变换器的工作状态对应为例，在执行S120之前，可以确定DC/DC变换器工作状态。根据DC/DC变换器的不同工作状态，预设电压范围可以不同，其中DC/DC变换器的工作状态可以包括工作状态（也即DC/DC变换器正常工作进行电压变化的状态）、待机状态和启机状态。
示例性的，响应于DC/DC变换器处于待机状态或工作状态，获取母线电压的滞环范围，并将滞环范围确定为预设电压范围，也即在DC/DC变换器处于待机状态或工作状态，预设电压范围可以为设定的滞环范围。其中滞环范围为电压区间，该电压区间由滞环范围内的电压最小值、电压最大值限定，在母线电压大于或等于滞环范围内的电压最小值且小于或等于滞环范围内的电压最大值时，母线电压处于滞环范围内。其中预设电压范围为设定的滞环范围可以适用于bang-bang控制策略，也即在bang-bang控制策略的基础上，设置滞环范围。
本步骤中，在母线电压满足预设电压范围时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比，并且根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比时，在预设电压范围内的母线电压越大，驱动信号在预设占空比范围内对应的目标占空比越大。因此在对DC/DC变换器中功率开关管开启驱动时，若母线电压在设定的滞环范围内，目标占空比随着母线电压的增大而增大，与现有经典bang-bang控制策略采用固定的占空比的控制策略相比，不会出现占空比从0到很大占空比的突变，使得待机状态或工作状态下，在滞环范围内，随着母线电压的增大，占空比逐渐上升，进而可以避免DC/DC变换器产生尖峰电流（例如对于push-pull电路的变压器原边产生尖峰电流）的情况，进而改善对功率开关管开启驱动时带来的噪音问题。尤其在待机状态下，为了降低待机功耗，会采用打嗝发波方式控制DC/DC变换器，对DC/DC变换器中功率开关管的开关频率会较高，因此采用经典bang-bang控制会导致每次驱动功率开关管开启时均会有噪音产生。而通过本实施例的控制方法，使得母线电压在预设电压范围内时，对功率开关管的驱动信号占空比逐渐增大，可以有效改善待机状态下的噪音问题。
在本申请一可选实施例中，响应于DC/DC变换器处于启机状态，获取目标母线电压或目标母线电压范围，其中，预设电压范围的最大值为目标母线电压或目标母线电压范围的最小电压值。也即DC/DC变换器处于启机状态时，预设电压范围可以由目标母线电压或目标母线电压范围决定，将目标母线电压确定为预设电压范围的最大值，或者将目标母线电压范围中的最小电压值确定为预设电压范围的最大值。本步骤中，在母线电压满足预设电压范围时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比，并且根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比时，在预设电压范围内的母线电压越大，驱动信号在预设占空比范围内对应的目标占空比越大。因此在DC/DC变换器处于启机状态时，在预设电压范围内，目标占空比随着母线电压的增大而增大，与在启机状态下传统直接将占空比定为固定的较大占空比的控制方式，使得在启机过程中母线电压逐渐上升，确保了对母线电压的平滑调节，避免尖峰大电流的出现以及母线过压的情况的出现，保证了DC/DC变换器工作的可靠性。
本实施例中，预设占空比范围为DC/DC变换器的功率开关管的PWM驱动信号的占空比的区间范围，预设占空比范围的最小占空比不能设置太小，设置太小的占空比会使得功率开关管出现较大电应力，会使管子过热，甚至造成器件损坏，同时也不满足ZVS和ZCS的设计需要。示例性的，在一可选实施方式中，预设占空比的范围为0.3-0.45。
S130、根据目标占空比对功率开关管进行控制。
具体的，根据目标占空比对功率开关管进行控制，可以是由控制芯片向功率开关管发出占空比等于目标占空比的PWM驱动信号，从而控制DC/DC变换器按照设定的方式进行工作，以避免尖峰大电流的出现以及所带来的噪音干扰和母线过压问题。
本实施例的DC/DC变换器的控制方法，通过在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比，在预设电压范围内的母线电压越大，驱动信号在预设占空比范围内对应的目标占空比越大，进而根据目标占空比对DC/DC变换器的功率开关管进行控制。由此，使得装置在待机状态或工作状态下，在预设电压范围内，随着母线电压的增大，占空比逐渐上升，可以避免DC/DC变换器产生尖峰电流（例如对于push-pull电路的变压器原边产生尖峰电流）的情况，改善对功率开关管开启驱动时带来的噪音问题。或者，可以使得装置在启机过程中母线电压逐渐上升，确保了对母线电压的平滑调节，实现了母线电压的缓起控制，避免出现大的尖峰电流以及母线过压的情况，保证了装置的可靠性和寿命。
上述实施例说明了预设电压范围可以与DC/DC变换器的工作状态对应的情况，此外，在S120之前，可以先确定目标母线电压或目标母线电压范围。一方面，对于工作中的功率变换装置，通常期望控制母线电压稳定于一恒定值，因此对于采用bang-bang控制策略的装置，可以设定一母线电压的滞环范围，并将滞环范围确定为预设电压范围。当母线电压高于目标母线电压时DC/DC变换器不工作，待母线电压低于该目标母线电压后，DC/DC变换器工作再将母线电压抬升至高于目标母线电压，由此采用这种打嗝发波的方式可以尽可能地减小低载情况下的功耗。另一方面，对于启机状态中的功率变换装置，对母线电压的控制不要求精准，因此可以设定较宽的目标母线电压范围，当母线电压位于该目标母线电压范围内时DC/DC变换器不工作，当母线电压低于该目标母线电压的下限值时，DC/DC变换器工作从而将母线电压维持在该目标母线电压范围内，由此达成控制需求。
图2是本申请实施例提供的另一种DC/DC变换器的控制方法的流程图，参考图2，可选的，该DC/DC变换器的控制方法包括：
S210、获取DC/DC变换器的母线电压；该步骤与上述实施例中S110过程相同，在此不再赘述。
S220、获取母线电压的滞环范围，并将滞环范围确定为预设电压范围。
母线电压的滞环范围表示以目标母线电压为中间值的一个电压范围，母线电压在该电压范围内波动变化。通过改变该电压滞环范围的宽度，母线电压的控制精度也相应改变。该母线电压的滞环范围可以是预设于控制器内的，也可以是控制器根据实际控制需要调整后确定的。
S230、在母线电压满足在预设电压范围内时，将滞环范围内电压最小值和预设占空比范围中的最小占空比，确定为第一参考点。
图3是目标占空比与母线电压的关系的示意图。参考图3，其中横坐标表示母线电压，纵坐标表示目标占空比。本步骤中，将滞环范围内电压最小值Vmin和预设占空比范围中的最小占空比Dutymin确定为图3所示坐标系中的第一参考点A1（Vmin, Dutymin），也即在母线电压等于滞环范围内的电压最小值时，将该母线电压对应的目标占空比确定为预设占空比范围内的最小占空比。
S240、将滞环范围内电压最大值和预设占空比范围中的最大占空比，确定为第二参考点。
本步骤中，将滞环范围内电压最大值Vmax和预设占空比范围中的最大占空比Dutymax确定为图3所示坐标系中的第二参考点A2（Vmax, Dutymax），也即在母线电压等于滞环范围内的电压最大值时，将该母线电压对应的目标占空比确定为预设占空比范围内的最大占空比。由此，第一参考点A1和第二参考点A2分别代表着bang-bang控制的开启点和结束点。
S250、根据第一参考点、第二参考点，以及获取到的母线电压确定母线电压在预设占空比范围内对应的目标占空比。
可选的，S250可以包括：根据第一参考点、第二参考点确定母线电压与对应的目标占空比的第一对应关系；根据获取到的母线电压和第一对应关系确定目标占空比。
其中，第一对应关系可以是线性关系，也可以是非线性关系。第一对应关系可以是母线电压与目标占空比的关系式或者母线电压与目标占空比的关系表，本实施例在此不做具体限定。在得到第一对应关系后，对于获取到的任一母线电压，可以将母线电压代入到第一对应关系，确定出对应的目标占空比。
可选的，第一对应关系为线性关系时，第一对应关系为：
Duty=k*(Vmax-Vbus)+Dutymax，k=(Vmax-Vmin)/(Dutymin-Dutymax)；
其中，Duty表示目标占空比，Vmax表示滞环范围内电压最大值，Vmin表示滞环范围内电压最小值，Dutymax表示预设占空比范围内最大占空比，Dutymin表示预设占空比范围内最小占空比，Vbus表示获取到的母线电压。
示例性的，母线电压的滞环范围为280V-290V，预设占空比范围为0.3-0.45，则第一参考点的坐标为（Vmin, Dutymin），也即（280, 0.3），第二参考点的坐标为（Vmax, Dutymax），也即（290, 0.45），根据第一参考点和第二参考点，可以得到第一对应关系的公式为Duty=-0.015*(（290-Vbus）)+0.45。则在获取到的母线电压等于280V时，根据上述第一对应关系的公式可以得到对应的占空比为0.3。在获取到的母线电压等于290V时，根据上述第一对应关系的公式可以得到对应的占空比为0.45。当母线电压在280V和290V之间的任一母线电压值时，同样可以根据上述第一对应关系的公式得到对应的目标占空比。上述第一对应关系，保证对于在滞环范围内的母线电压进行目标占空比的确定时，目标占空比随母线电压线性增大，可以避免DC/DC变换器产生尖峰电流的情况，进而改善对功率开关管开启驱动时带来的噪音问题。
S260、根据目标占空比对功率开关管进行控制；该步骤与上述实施例中S130过程相同，在此不再赘述。
可选的，在S210获取DC/DC变换器的母线电压之后，还包括：
S270、在母线电压小于预设电压范围内的最小电压值时，将功率开关管的驱动信号的占空比确定为预设固定占空比；预设固定占空比大于或等于预设占空比范围内的最小占空比。
具体的，在母线电压小于预设电压范围内的最小电压时，将功率开关管的驱动信号的占空比确定为预设固定占空比，且预设固定占空比大于或等于预设占空比范围内的最小占空比，可以使将母线电压可以快速上升至预设电压范围内最小电压值，保证在预设电压范围外，母线电压上升速度较快。
图4是对push-pull电路采用传统bang-bang控制方法得到的实验波形图；图5是对push-pull电路采用本申请上述任意实施例的DC/DC变换器的控制方法得到的实验波形图。参考图4和图5，其中第一曲线10代表母线电压，第二曲线20代表变压器的原边电流，第三曲线30代表功率开关管的电应力。对于第一曲线10，横坐标表示时间，纵坐标表示母线电压大小；对于第二曲线20，横坐标表示时间，纵坐标表示变压器的原边电流大小；对于第三曲线30，横坐标表示时间，纵坐标表示功率开关管的电应力大小。对比图4和图5可知，相比于传统bang-bang控制，采用本申请上述任意实施例的DC/DC变换器的控制方法进行控制时，没有尖峰电流的出现，进而可以改善对功率开关管开启驱动时的噪音问题。
图6是本申请实施例提供的另一种DC/DC变换器的控制方法的流程图，参考图6，该DC/DC变换器的控制方法包括：
S310、获取DC/DC变换器的母线电压；该步骤与上述实施例中S110过程相同，在此不再赘述。
S320、获取目标母线电压或目标母线电压范围，其中，预设电压范围的最大值为目标母线电压或目标母线电压范围的最小电压值。
可选的，在目标母线电压范围内，DC/DC变换器的不同工况对应的目标母线电压不同。
可选的，在S320之前，根据功率开关管的设计参数确定预设占空比范围，设计参数包括电应力参数、过压参数和过流参数中的至少一者；也即，本实施例中，预设占空比范围需满足设计参数要求，保证将功率开关管应用于DC/DC变换器，并采用本申请实施例的控制方法进行控制时，不会出现过大电应力，并保证不会出现过压和过流的情况。
S330、在母线电压满足在预设电压范围内时，将第一次获取到的母线电压作为母线电压初始值，和预设占空比范围中的最小占空比确定为第三参考点。
图7是目标占空比与母线电压的关系的示意图。参考图7，其中横坐标表示母线电压，纵坐标表示目标占空比。本步骤中，将第一次获取到的母线电压作为母线电压的初始值，其中第一次获取到的母线电压是指启机状态下第一次获取到的母线电压。将母线电压初始值Vbus_ini和预设占空比范围中的最小占空比Dutymin确定为图7所示坐标系中的第三参考点A3（Vbus_ini，Dutymin）。
S340、将目标母线电压或目标母线电压范围的最小电压值，和预设占空比范围中的最大占空比确定为第四参考点。
本步骤中，将目标母线电压或目标母线电压范围的最小电压值（均用Vbus_ref表示），和预设占空比范围中的最大占空比Dutymax确定为图7所示坐标系中的第四参考点A4（Vbus_ref，Dutymax），也即在母线电压等于目标母线电压或目标母线电压范围的最小电压值时，将该母线电压对应的目标占空比确定为预设占空比范围内的最大占空比。
S350、根据第三参考点、第四参考点以及获取到的母线电压确定母线电压在预设占空比范围内对应的目标占空比。
可选的，S350包括：根据第三参考点、第四参考点确定母线电压与对应的目标占空比的第二对应关系；根据获取到的母线电压和第二对应关系确定目标占空比。
其中，第二对应关系可以是线性关系，也可以是非线性关系。第二对应关系可以是母线电压与目标占空比的关系式或者母线电压与目标占空比的关系表，本实施例在此不做具体限定。在得到第二对应关系后，对于获取到的任一母线电压，可以将母线电压代入到第二对应关系，确定出对应的目标占空比。
可选的，第二对应关系为线性关系时，第二对应关系为：
Duty={[(Dutymax-Dutymin)*(Vbus-Vbus_ref)]/(Vbus_ref-Vbus_ini)} +Dutymax；
其中，Duty表示目标占空比，Vbus_ref表示目标母线电压或目标母线电压范围的最小电压值，Vbus_ini表示母线电压初始值，Dutymax表示预设占空比范围内最大占空比，Dutymin表示预设占空比范围内最小占空比，Vbus表示获取到的母线电压。
上述第二对应关系，可以保证对于在预设电压范围内的母线电压进行目标占空比的确定时，目标占空比随母线电压线性增大，可以使得在启机过程中母线电压逐渐上升，确保了对母线电压的平滑调节，避免尖峰大电流的出现以及母线过压的情况的出现，保证了DC/DC变换器工作的可靠性。
S360、根据目标占空比对功率开关管进行控制；该步骤与上述实施例中S130过程相同，在此不再赘述。
可选的，在S310/获取DC/DC变换器的母线电压之后，还包括：
S370、在母线电压大于目标母线电压或目标母线电压范围的最小电压值时，将功率开关管的驱动信号的目标占空比确定为0。
具体的，在母线电压大于目标母线电压或者目标母线电压范围内的最小电压值时，说明母线电压已经达到了预设电压范围内的最大电压，实现了对母线电压缓起控制，此时可以控制功率开关管关断，也即将功率开关管的驱动信号的目标占空比确定为0。
本申请实施例还提供了一种DC/DC变换器，图8是本申请实施例提供的一种DC/DC变换器的结构示意图，参考图8，该DC/DC变换器包括：功率变换模块410，包括至少一个功率开关管；采样模块420，用于获取DC/DC变换器的母线电压；控制模块430，用于在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比；其中，在预设电压范围内的母线电压越大，在预设占空比范围内对应的目标占空比越大；驱动模块440，用于根据目标占空比对功率开关管进行控制。
其中，功率变换模块410可以包括DC/DC电路。采样模块420可以包括电压传感器。
本实施例的DC/DC变换器，通过控制模块在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比；其中，在预设电压范围内的母线电压越大，在预设占空比范围内对应的目标占空比越大；驱动模块根据目标占空比对功率开关管进行控制；使得待机状态或工作状态下，在预设电压范围内，随着母线电压的增大，占空比逐渐上升，进而可以避免DC/DC变换器产生尖峰电流（例如对于push-pull电路的变压器原边产生尖峰电流）的情况，进而改善对功率开关管开启驱动时带来的噪音问题。并且，可以使得在启机过程中母线电压逐渐上升，确保了对母线电压的平滑调节，实现了母线电压的缓起控制，避免尖峰大电流的出现以及母线过压的情况的出现，保证了DC/DC变换器工作的可靠性。
本申请实施例还提供了一种功率变换装置，图9是本申请实施例提供的一种功率变换装置的结构示意图，参考图9，该功率变换装置包括控制器300、DC/DC变换器400和DC/AC变换器500，DC/DC变换器400和DC/AC变换器500通过直流母线600连接，控制器300被配置为执行本申请上述任意实施例的控制方法；相应的，本申请实施例的功率变换装置，具备本申请上述任意实施例的DC/DC变换器的控制方法的有益效果，在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种储能系统，图10是本申请实施例提供的一种储能系统的结构示意图，参考图10，该储能系统包括储能电池50和上述实施例提供的功率变换装置40，功率变换装置40用于利用电网60的交流电能对储能电池充电，或者用于利用储能电池的直流电能对负载供电。
本申请实施例还提供了一种设备，该设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本申请上述任意实施例提供的DC/DC变换器的控制方法，该控制方法包括：
获取DC/DC变换器的母线电压；
在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比；其中，在预设电压范围内的母线电压越大，在预设占空比范围内对应的目标占空比越大
根据目标占空比对功率开关管进行控制。
本申请实施例还提供了另一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请实施例所提供的DC/DC变换器的控制方法，该控制方法包括：
获取DC/DC变换器的母线电压；
在母线电压满足在预设电压范围内时，根据母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比；其中，在预设电压范围内的母线电压越大，在预设占空比范围内对应的目标占空比越大
根据目标占空比对功率开关管进行控制。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请中，对于相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述，一般只在第一次出现时进行详细描述，后面再重复出现时，为了简洁，一般未再重复阐述，在理解本申请技术方案等内容时，对于在后未详细描述的相同或相似的术语概念、技术方案和/或应用场景描述等，可以参考其之前的相关详细描述。
在本申请中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本申请技术方案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，都应当认为是本申请记载的范围。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是用电设备或者网络设备等）执行本申请每个实施例的方法。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
获取所述DC/DC变换器的母线电压；
在所述母线电压满足在预设电压范围内时，根据所述母线电压和预设占空比范围确定功率开关管的驱动信号的目标占空比；其中，在所述预设电压范围内的所述母线电压越大，在所述预设占空比范围内对应的所述目标占空比越大；
根据所述目标占空比对所述功率开关管进行控制；
在所述母线电压满足在预设电压范围内时，根据所述母线电压和预设占空比范围确定所述功率开关管的驱动信号的目标占空比之前，还包括：
确定所述DC/DC变换器的工作状态；
响应于所述DC/DC变换器处于待机状态或工作状态，获取所述母线电压的滞环范围，并将所述滞环范围确定为所述预设电压范围；或者，响应于所述DC/DC变换器处于启机状态，获取目标母线电压或目标母线电压范围，其中，所述预设电压范围的最大值为所述目标母线电压或所述目标母线电压范围的最小电压值。
2.根据权利要求1所述DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，在所述母线电压满足在预设电压范围内时，根据所述母线电压和预设占空比范围确定所述功率开关管的驱动信号的目标占空比之前，还包括：
获取所述母线电压的滞环范围，并将所述滞环范围确定为所述预设电压范围；
所述在所述母线电压满足在预设电压范围内时，根据所述母线电压和预设占空比范围确定所述功率开关管的驱动信号的目标占空比，包括：
在所述母线电压满足在预设电压范围内时，将所述滞环范围内电压最小值和所述预设占空比范围中的最小占空比，确定为第一参考点；
将所述滞环范围内电压最大值和所述预设占空比范围中的最大占空比，确定为第二参考点；
根据所述第一参考点、所述第二参考点，以及获取到的所述母线电压确定所述母线电压在所述预设占空比范围内对应的所述目标占空比。
3.根据权利要求2所述DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一参考点、所述第二参考点，以及获取到的所述母线电压确定所述母线电压在所述预设占空比范围内对应的所述目标占空比，包括：
根据所述第一参考点、所述第二参考点确定所述母线电压与对应的所述目标占空比的第一对应关系；
根据获取到的所述母线电压和所述第一对应关系确定所述目标占空比。
4.根据权利要求3所述的DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，所述第一对应关系为：
Duty=k*(Vmax-Vbus)+Dutymax，k=(Vmax-Vmin)/(Dutymin-Dutymax)；
其中，Duty表示目标占空比，Vmax表示所述滞环范围内电压最大值，Vmin表示所述滞环范围内电压最小值，Dutymax表示所述预设占空比范围内最大占空比，Dutymin表示所述预设占空比范围内最小占空比，Vbus表示获取到的所述母线电压。
5.根据权利要求2所述的DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，在所述获取所述DC/DC变换器的母线电压之后，还包括：
在所述母线电压小于所述预设电压范围内的最小电压值时，将所述功率开关管的驱动信号的目标占空比确定为预设固定占空比；所述预设固定占空比大于或等于所述预设占空比范围内的最小占空比。
6.根据权利要求1所述DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，在所述母线电压满足在预设电压范围内时，根据所述母线电压和预设占空比范围确定所述功率开关管的驱动信号的目标占空比之前，还包括：
获取目标母线电压或目标母线电压范围，其中，所述预设电压范围的最大值为所述目标母线电压或所述目标母线电压范围的最小电压值；
所述在所述母线电压满足在预设电压范围内时，根据所述母线电压和预设占空比范围确定所述功率开关管的驱动信号的目标占空比，包括：
所述在所述母线电压满足在预设电压范围内时，将第一次获取到的母线电压作为母线电压初始值，和所述预设占空比范围中的最小占空比确定为第三参考点；
将所述目标母线电压或所述目标母线电压范围的最小电压值，和所述预设占空比范围中的最大占空比确定为第四参考点；
根据所述第三参考点、所述第四参考点以及获取到的所述母线电压确定所述母线电压在所述预设占空比范围内对应的所述目标占空比。
7.根据权利要求6所述DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，所述在所述母线电压满足在预设电压范围内时，根据所述母线电压和预设占空比范围确定所述功率开关管的驱动信号的目标占空比之前，还包括：
根据所述功率开关管的设计参数确定所述预设占空比范围，所述设计参数包括电应力参数、过压参数和过流参数中的至少一者。
8.根据权利要求6所述DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，所述根据所述第三参考点、所述第四参考点以及获取到的所述母线电压确定所述母线电压在所述预设占空比范围内对应的所述目标占空比，包括：
根据所述第三参考点、所述第四参考点确定所述母线电压与对应的所述目标占空比的第二对应关系；
根据获取到的所述母线电压和所述第二对应关系确定所述目标占空比。
9.根据权利要求8所述的DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，所述第二对应关系为：
Duty={[(Dutymax-Dutymin)*(Vbus-Vbus_ref)]/(Vbus_ref-Vbus_ini)} +Dutymax；
其中，Duty表示目标占空比，Vbus_ref表示所述目标母线电压或所述目标母线电压范围的最小电压值，Vbus_ini表示所述母线电压初始值，Dutymax表示所述预设占空比范围内最大占空比，Dutymin表示所述预设占空比范围内最小占空比，Vbus表示获取到的所述母线电压。
10.根据权利要求6所述的DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，在所述获取所述DC/DC变换器的母线电压之后，还包括：
在所述母线电压大于所述目标母线电压或所述目标母线电压范围的最小电压值时，将所述功率开关管的驱动信号的目标占空比确定为0。
11.根据权利要求6所述的DC/DC变换器的控制方法，其特征在于，在所述目标母线电压范围内，所述DC/DC变换器的不同工况对应的所述目标母线电压不同。
12.一种DC/DC变换器，其特征在于，所述DC/DC变换器包括：
功率变换模块，包括至少一个功率开关管；
采样模块，用于获取所述DC/DC变换器的母线电压；
控制模块，用于在所述母线电压满足在预设电压范围内时，根据所述母线电压和预设占空比范围确定所述功率开关管的驱动信号的目标占空比；其中，在所述预设电压范围内的所述母线电压越大，在所述预设占空比范围内对应的所述目标占空比越大；
驱动模块，用于根据所述目标占空比对所述功率开关管进行控制；
在所述母线电压满足在预设电压范围内时，根据所述母线电压和预设占空比范围确定所述功率开关管的驱动信号的目标占空比之前，还包括：
确定所述DC/DC变换器的工作状态；
响应于所述DC/DC变换器处于待机状态或工作状态，获取所述母线电压的滞环范围，并将所述滞环范围确定为所述预设电压范围；或者，响应于所述DC/DC变换器处于启机状态，获取目标母线电压或目标母线电压范围，其中，所述预设电压范围的最大值为所述目标母线电压或所述目标母线电压范围的最小电压值。
13.一种功率变换装置，其特征在于，所述功率变换装置包括控制器、DC/DC变换器和DC/AC变换器，所述DC/DC变换器和所述DC/AC变换器通过直流母线连接，所述控制器被配置为执行如权利要求1-11任一项所述的控制方法。
14.一种储能系统，其特征在于，包括储能电池和如权利要求13所述的功率变换装置，所述功率变换装置用于利用电网的交流电能对所述储能电池充电，或者用于利用所述储能电池的直流电能对负载供电。
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