[发明专利]一种变换器的控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种变换器的控制方法及装置，该控制方法包括：在三电平变换器功率开关的电压环输出控制量上叠加一个电压调节控制量，作为三电平变换器功率开关的最终控制量；将三电平变换器的第一分压电容电压和第二分压电容电压作差后经过第一调节器调节得到所述电压调节控制量。本发明通过采集三电平变换器的两个分压电容的电压，并根据两个分压电容的电压差值来对三电平变换器功率开关的电压环输出控制量进行修正，有效改变了三电平变换器中功率开关的占空比，避免了两个分压电容的不均压现象。

技术领域

本发明涉及一种变换器的控制方法及装置，属于新能源汽车技术领域。

背景技术

随着新能源汽车的发展，无线充电向大功率方向发展，大功率直流充电成为新能源技术的发展趋势。为了提升效率，增加功率密度，普遍将母线电压提升到800V以上，对于常见的650V的MOS管来讲，电压应力超标很多。如果选用1200V的MOS，成本将大幅上升，其导通阻抗比650V要大很多，不利于效率的提升。

三电平直流变换器的提出可以解决电压应力的问题，有效地降低了开关管应力。三电平直流变换器拓扑非常适用于高电压和中大功率的应用场合，逐渐成为电力电子的研究热点，同时三电平变换器的电感电流纹波更小，输出纹波可以更小。其中，三电平直流变换器的拓扑结构示意图如图1所示，包括两个分压电容C1和C2、两个功率开关Q1和Q2、续流二极管D1和D2以及滤波电感L1等构成。

当占空比D<0.5时，三电平直流变换器中各个器件的电流变化情况如图2所示，其工作过程如下：

1.Q1导通，Q2关断时，电容C1对电感L1和负载提供能量，电感电流呈现正斜率上升。

2.Q1关断，Q2关断时，电感电流呈现负斜率下降，电感L1给负载提供能量。

3.Q1关断，Q2导通时，电容C2对电感L1和负载提供能量，电感电流呈现正斜率上升。

4.上面的阶段循环。

当占空比D>0.5时，三电平直流变换器中各个器件的电流变化情况如图3所示，其工作过程如下：

1.Q1导通，Q2同时导通时，电源对电感L1和负载提供能量，电感电流呈现正斜率上升。

2.Q1关断，Q2还处于导通阶段，电感电流呈现负斜率下降，电感L1给负载提供能量。

3.Q1再次导通，Q2同时导通时，电源对电感L1和负载提供能量，电感电流呈现正斜率上升。

4.上面的阶段循环。

电动汽车无线充电一般采用三电平BUCK(变换器)进行稳流和稳压输出，从三电平BUCK的拓扑图可以看出来，此拓扑输入端是两个分压电容串联，当Q1导通时，分压电容C1给负载提供电源，当Q2导通时，分压电容C2给负载提供电源。在电路实际运行中，由于DSP本身的精度，再加上硬件驱动电路的器件容差，很难做到两路驱动的占空比完全一致，两路开关管的导通时间必然存在差异。这样两个分压电容在一个开关周期内提供的能量不相等，分压电容会出现不均压不平衡的情况，即会导致分压电容一个电压高于1/2Vin，另外一个低于1/2Vin，电压高的那一路，承担的功率和热量更多，长时间工作会出现异常，甚至转换器的损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种变换器的控制方法及装置，用于解决分压电容不均压会导致变换器损坏的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种变换器的控制方法，包括以下方案：

方法方案一：在三电平变换器功率开关的电压环输出控制量上叠加一个电压调节控制量，作为三电平变换器功率开关的最终控制量；将三电平变换器的第一分压电容电压和第二分压电容电压作差后经过第一调节器调节得到所述电压调节控制量。