[发明专利]基于两模块双向半桥直流变换器交错并联的无电流传感器均流控制方法

说明书

本发明公开了一种基于两模块双向半桥直流变换器交错并联的无电流传感器均流控制方法，仅需要数字信号处理器和单个电压传感器，即可实现两模块之间的均流，该控制方法的实现步骤包括共同控制信号突加单模块扰动阶段、模块间参数比估算阶段及参数补偿均流实现阶段。本发明能有效避免传统均流控制电流低频振荡的现象，并且无需均流控制器和电流传感器，使得整个电源外围控制电路更加简单，成本大为减低，且提高了电源系统的可靠性。

技术领域

本发明属于电力电子技术应用领域，具体涉及一种基于两模块双向半桥直流变换器交错并联的无电流传感器均流控制方法。

背景技术

随着现代化进程的加快，大功率电气设备的应用场合越来越多，大功率电源的需求也快速增加。然而，制造单台的大功率电源存在很多困难：1、需要提高电力电子开关器件的电压电流等级，制造困难，其成本也会大幅度提高；2、大功率磁性元件设计困难；3、大功率开关器件以及磁性元件的散热困难。

中低功率开关电源交错并联系统能是一种实现大功率电源的有效途径，能很好地解决上诉单台大功率电源开关元器件以及磁性元件体积的问题，并且还拥有以下优点：1、若模块间采用交错并联的工作方式，可以减小输出纹波，减小滤波器容量和体积，提高响应速度；2、并联系统提高系统的可靠性；3、模块化使得生成制造更加方便。

然而，多模块的并联增大电源系统功率的方法又带来新的问题。由于各个模块存在或多或少的差异，会出现输入输出电流不均衡的现象。这种情况如果严重时，会使得某些模块过载运行，而某些模块负载较轻。长时间重载的模块必然会容易出现故障，这是实际应用中不允许的。针对此问题，学者提出了许多模块间的均流控制策略，主要包括输出电阻均流法、主从均流法、平均电流法、最大电流均流法。这些控制策略一部分属于开环控制，均流控制效果差，例如输出电阻均流法。另一部分为了实现均流往往需要很多的高精度电流传感器和额外的均流控制器，这使得整个系统的成本大幅增加，其中主从均流法的冗余性差，主模块一旦故障则整个系统无法正常工作；平均电流法某模块故障不会停机，但输出电压精度会大幅度下降；最大电流均流法在某模块故障时能仍能正常，但其正常工作时会出现低频振荡的现象，输出电压精度也有一定程度地下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于两模块双向半桥直流变换器交错并联的无电流传感器均流控制方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于两模块双向半桥直流变换器交错并联的无电流传感器均流控制方法，该方法基于均流控制系统实现，均流控制系统由两模块并联的双向半桥变换器、电压传感器、模数转换器、电压控制器、数字信号处理器组成；

两个双向半桥变换器模块共用一个输出电压传感器，电压传感器的采集信号经过降压，送入模数转换器，模数转换器的输出信号V_o送入数字信号处理器中，与内部设置的电压基准值V_ref进行比较得到误差信号，误差信号经过数字化的电压控制器，生成模块的前后桥臂的移相控制信号，移相控制信号经过无电流传感器控制模块，生成两个双向半桥变换器模块不同的移相控制信号d₁、d₂，经过数字信号处理器内部的PWM发生模块，生成每个开关管的控制信号。

两个双向半桥变换器模块对应的开关控制信号相差180°，每个模块的低压侧桥臂与高压侧桥臂上下开关管控制信号互补，高压侧桥臂的控制信号与低压侧的控制信号超前一个移相角。

数字信号处理器内部设置有均流模块，其均流方法为：

步骤1、两直流变换器模块在同一控制信号下运行工作，并记录同一控制信号下的控制量；

步骤2、两个双向半桥变换器模块分别为模块1与模块2，给模块2突加一个控制信号扰动，使得模块1与模块2的控制信号相差一个扰动量，在电压闭环控制器的作用下，系统逐渐稳定，记录下稳定前后的控制信号量；