[发明专利]一种IPOP型变换器及其控制方法

说明书

本发明提供一种IPOP型变换器及其控制方法，该控制方法中，对各DC/DC变换模块中的LLC电路，仍然分别采用开环定频控制；但其对于各DC/DC变换模块中的Boost电路，分别以IPOP型变换器的输出参数、任一路Boost电路的输出电压以及各路Boost电路的电感电流，作为反馈量，进行三环定频控制；相对于现有技术中的单环控制，其增加了控制变量，提高了响应速度、抗干扰能力以及鲁棒性。而且，可直接对各Boost电路的输入电流限幅、Boost输出电压限幅；另外，还可实现各路Boost均流，LLC自动均流，且不需要额外增加磁性元件或采样电路。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种IPOP型变换器及其控制方法。

背景技术

LLC谐振变换器可以实现原边开关管的零电压开通(ZVS)和副边开关管的零电流关断(ZCS)，从而获得较高的变换效率，适合高频、高功率密度的设计。但当输入电压波动较大时，其开关频率或占空比有较大变化，不利于磁性元件优化设计。两级式DC/DC可以有效解决这一问题，其前级Boost电路用于实现电压电流调节，其后级LLC电路用于实现电气隔离和电压匹配。在低压大电流场合，通常将多个这种两级式DC/DC的输入输出分别并联，构成IPOP(Input-Parallel Output-Parallel，输入并联、输出并联)型变换器，从而降低开关管电流应力，实现模块化设计。

对于基于Boost+LLC的IPOP型变换器，其现有的控制策略是，LLC开环控制，频率固定，并由控制模块Control通过调节Boost占空比来直接控制输出电压Vout或输出电流。如图1所示，这种方案将两级系统看成一个整体，单环控制，响应速度慢，抗干扰能力以及鲁棒性差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种IPOP型变换器及其控制方法，以提高响应速度、抗干扰能力以及鲁棒性。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种IPOP型变换器的控制方法，所述IPOP型变换器包括至少两个输入输出分别并联连接的DC/DC变换模块，各所述DC/DC变换模块均包括Boost电路及位于所述Boost电路后级的LLC电路；所述控制方法包括：

分别以所述IPOP型变换器的输出参数、任一路所述Boost电路的输出电压以及各路所述Boost电路的电感电流，作为反馈量，对各路所述Boost电路进行三环定频控制；

分别对各路所述LLC电路采用开环定频控制。

可选的，对各路所述Boost电路进行三环定频控制时的各个控制环，分别为：

处于最外侧的输出参数控制环；

处于中间位置的Boost输出电压控制环；以及，

处于最内侧的各个电感电流控制环。

可选的，分别以所述IPOP型变换器的输出参数、任一路所述Boost电路的输出电压以及各路所述Boost电路的电感电流，作为反馈量，对各路所述Boost电路进行三环定频控制，包括：

以所述IPOP型变换器的输出参数作为所述输出参数控制环的负反馈量，对其与输出参数给定值之间的差值进行PI调节，得到所述Boost输出电压控制环的电压给定值；

以任一路所述Boost电路的输出电压作为所述Boost输出电压控制环的负反馈量，对其与所述电压给定值之间的差值进行PI调节，得到各个所述电感电流控制环的电感电流给定值；

以各路所述Boost电路的电感电流作为各对应所述电感电流控制环的负反馈量，分别对其与所述电感电流给定值之间的差值进行PI调节，得到各路所述Boost电路的占空比；

分别根据各所述占空比及各路所述Boost电路对应的载波，生成各路所述Boost电路的脉冲宽度调制PWM信号。