[发明专利]基于IIOP拓扑的双主动全桥DC/DC变换器输出电流控制方法

说明书

本发明涉及一种基于IIOP拓扑的双主动全桥DC/DC变换器输出电流控制方法，所述IIOP拓扑包括N个对称型双主动全桥，N≥2，所有对称型双主动全桥的输入端独立、输出端并联并连接至低压直流电网，所述控制方法采用了一种输出电流上翘的控制方法，通过将输入电压基准值与各模块输入电压实际值之差以一定的上翘系数分别反馈至系统的参考输出电流上，控制输出电流的基准信号随输入电压的增大而增大，实现对系统功率传输大小、方向的控制以及实现各模块的均流。本发明控制结构简单且易于实现，各子模块之间控制无互联，有效的提高了系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种基于IIOP(Input Independent Output Parallel，输入独立输出并联)的DAB(Dual Active Bridge，双主动全桥)输出电流上翘控制方法，适用于输入侧独立、输出侧并联的模块化电力电子变压器，属于电力电子技术领域。

背景技术

对于AC-DC级采用CHB(Cascaded H Bridge，级联H桥)，DC-DC级采用DAB模块的电力电子变压器，由于前级CHB的特点，该类型的电力电子变压器没有中间级高压直流母线，中间的直流链电容是独立的。因此从DAB级看，所有的DAB模块并不是真正的ISOP(InputSeries Output Parallel，输入串联输出并联)结构，而是IIOP结构。但对DAB级，这两种结构的控制思想大致相同。

双主动全桥模块ISOP拓扑具有承受输入高电压输出大电流的能力，并且具有电气隔离、模块化且功率密度高等特点，能够通过控制实现功率的双向流动，近年来受到了国内外学者的广泛关注。

对于ISOP型电力电子变压器最基本的运行要求是输入侧均压及输出侧均流。对于模块化级联的电力电子变压器，由于模块器件参数存在一定的差异，因此共同占空比控制不能达到理想的模块间功率均衡效果。现有的功率均衡控制策略主要分为基于均压均流环路的控制策略和基于功率的控制策略。基于均压均流环路的控制策略是通过间接控制系统传输功率而实现功率平衡，其控制方法有很多种，如主从控制法、分散控制法、下垂法、上翘法、平均电流法等，这些控制方法都是在最典型的双环控制或三环控制上做出相应的改变，实现不同的控制效果。基于功率的控制策略近年来也受到了关注，其控制方法主要有在线功率积分控制、直接功率控制、虚拟功率控制、模型预测控制等。

对于传统的具有N个子模块的ISOP控制环路，其控制思想为一个输出电压环作为控制外环，其输出量分别与N个输入均压环的输出量叠加，作为N个电流内环的基准值。当系统输出接直流电网时，输出电压环的控制器参数输出为0，此时仅有输入均压环的控制器输出作为输出电流环的基准值，无法对系统的功率大小及传输方向进行有效的控制。

中国专利CN201611001246.6提出一种基于输出电流反馈的ISOP系统输入均压控制方法。该控制方法采用N个电流环和1个输出电压环，电压环的输出分别与N个电流环的输出叠加作为各个子模块控制量。可以理解为当系统子模块输入串联输出并联时，控制部分以输出电压环为主控制器，电压环控制器的输出信号作为主调，而N个电流环的控制器输出作为微调分别叠加至主调，最终的输出信号分别给到N个子模块的调制部分。该控制方法根据系统输入侧电压与输出侧电流的关系，通过对输出电流的均分控制实现输入侧的均压，但当系统输出侧并联接至低压直流电网时，输出电压环失效，控制器的跟踪速度降低，当输入侧电压发生波动时，该控制方法无法实现对输出电流的快速恢复和对输入侧电压波动的有效抑制。