[发明专利]提高两级多模块变换器效率的数量配置控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种提高两级多模块变换器效率的数量配置控制方法及装置，包括：前级采用多个相同的LLC电源模块将输入电压升高到定值并将输出侧串联，后级采用多输入单输出BUCK电源模块，将前级输出电压送给后级BUCK电路作为输入电压组成主电路，每个LLC输出电压均为相同值的直流电压，串联形成中间母线电压其值大于后级输出电压，通过计算后级输出电压以及输出功率的大小；上位机通过CAN总线通信将指令传送给后级电源模块，后级电源模块进行参数配置，控制前级的启停状态和后级的工作占空比，从而减少前级LLC的电源模块工作个数增加工作模块的输出功率从而提高整机的效率。

技术领域

本发明电力电子技术领域，尤其涉及一种提升基于多模块级联形成的两级结构大功率电源效率的模块工作数量控制方法及装置。

背景技术

在各类电力电子设备中，高频开关电源作为供电系统发挥着重要的作用。随着科学技术的不断发展，对高频开关电源的体积、可靠性、效率、容量等提出了更加严格的要求，也使得高频开关电源技术不断朝着高频化、集成化、智能化等方向创新、发展。因此，研究高效、高可靠性的整流电源对工业生产具有重要的意义。模块化装备具有便于容量扩展、所占体积小且功率密度大、成本低、通用性好等优点，所以越来越广泛应用在生产生活中。

同时在面对大功率电源需要有高升压比、宽范围输出电压和电流、高输出功率的要求时，单个电路往往难以满足这些需求。模块化电源方案给大功率电推进电源的设计带来了新的思路，并能减少下一代电源开发时间和成本。面对这种高压大功率的需求时，采用模块电源级联的方式来解决这一问题。

级联问题虽然可以解决大功率输出以及输出电压宽范围的要求，但是也存在一定的缺点；如在输出功率较小是，多个模块同时工作在小功率输出的状况下，整机的效率将会大打折扣，除此之外应对宽范围输出的需求，往往在级联电路中有一级采用调压电路，而调压电路的效率直接跟工作时的占空比有很大关系，而在电路的设计过程中往往按电路的最大输出电压来设计电路参数，因此在小电压输出时，电源的工作效率极低。面对这些问题，需要通过一定的控制策略来解决。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于解决多模块级联电源在小功率输出以及小电压输出时效率较低的问题，提出一种提高两级多模块变换器效率的数量配置控制方法。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种提高两级多模块变换器效率的数量配置控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：根据后级BUCK电源模块不同的输出电压V_o以及输出功率P_o范围，计算前级LLC电源模块的工作数量n和后级BUCK电源模块的输入路数m；

步骤S2：后级BUCK电源模块根据前级LLC电源模块的工作数量n和前级LLC电源模块的输出电压V_{o_LLC}以及后级BUCK电源模块输出电压V_o，计算后级BUCK电源模块的工作占空比D；

步骤S3：对后级BUCK电源模块输出电压V_o进行采样，与上位机中的理想输出电压V_{o_reference}进行比较，误差经过电压环PID，得到调制比信号；

步骤S4：对于后级BUCK电源模块的输入路数m，三角载波依次移相360°/m，然后将调制比信号与三角载波进行比较，产生后级BUCK电源模块开关管的驱动信号；

步骤S5：取n＝n+1重复步骤S2～S4，计算整体电源在前级LLC电源模块的工作数量为n的情况下的效率P_n和n+1的情况下的效率P_n+1；