[发明专利]用于控制DC-DC转换器的输入电压频率的方法

说明书

本发明涉及一种用于控制DC‑DC转换器(12)的输入电压频率的方法(30)，该方法包括计算所述DC‑DC转换器(12)的控制频率值(F)的步骤(65)，其中：‑如果测得的电压(V_DCM)大于所述上限电压(V_DCR+eps)，则该控制频率(F)对应于所述最小控制频率(FR_MIN)；‑如果测得的电压(V_DCM)小于所述下限电压(V_DCR‑eps)，则该控制频率对应于所述最大控制频率(FR_MAX)；并且‑如果测得的电压(V_DCM)介于所述上限电压(V_DCR+eps)与所述下限电压(V_DCR‑eps)之间，则该控制频率(F)对应于基于设定点电压值(V_DCR)与测得电压(V_DCM)之差、上误差值(eps)和下误差值(‑eps)、以及最大控制频率值(FR_MAX)和最小控制频率值(FR_MIN)计算的平均频率(F_MOY)。

技术领域

本发明涉及特别是用于电动或混合动力车辆的电池充电器的领域。

更确切地，本发明涉及一种用于控制用于电池充电器的DC电流到DC电流转换器的输入电压的频率的方法。

背景技术

用于电动车辆的电池充电器(更常称为充电器)需要大量的充电功率，例如在三相运行中可能高达22kW，或者在单相运行中可能高达7kW。

这些充电器通常包括两个功率转换级：执行电网电压到DC总线的AC到DC转换的第一功率因数校正级(通常缩写为PFC)，以及控制对电池充电所需的输出电流并通过变压器来电隔离充电器的第二DC到DC转换级(称为DC到DC)。

参考现有技术的图1，在输出电容器的端子处的两个输出DC电压总线分别耦合到DC到DC转换器。

如图2所示，DC到DC可以特别是LLC，其包括电隔离充电器的变压器22。

图3示出了图2的DC到DC转换器的组件的简化图，其包括电容器Cr和两个电感器Lr和Lm。输入电压对应于DC总线，并且输出电压是电池的电压。增益则对应于这两个电压之比。

LLC DC到DC的第一MOSFET桥120以50％的占空比工作，并受频率控制。具体地，频率控制使得可以调整DC到DC的增益并将充电器输入端的DC总线电压调节到给定的设定点值。取决于电池的电压和所需的功率，频率可能在例如60kHz至200kHz之间波动。

现有技术中提出的用于控制这种类型的DC到DC转换器的解决方案通常调节输出电压，例如在Peter,Michal和Anna的出版物A New Approach of Control System Design for LLC Resonant Converter[用于LLC谐振转换器的控制系统设计的新方法]中披露的解决方案。在：MATLAB for Engineers-Applications in Control,Electrical Engineering,IT and Robotics[用于工程师的MATLAB——在控制、电气工程、IT和机器人技术中的应用].InTech，2011年，其中，使用斩波频率控制DC到DC的输出电压。使用PSPICE硬件模块来模拟对频率增量的输出电压响应的动态范围，根据识别方法推导出占空比与输出电压之间的传递函数。然后基于先前推导的传递函数来设计控制器。