当前位置: 首页 > 专利查询>中南大学专利>正文

一种输出并联Buck/Boost变换器的均流方法、装置及设备制造方法及图纸

技术编号:24361148 阅读:76 留言:0更新日期:2020-06-03 03:40
本发明专利技术提供了一种输出并联Buck/Boost变换器的均流方法、装置及设备,包括:步骤1,采集两路并联Buck/Boost变换器的直流输入电压、两路电感电流和直流输出电压;步骤2,将两路输入电压偏差,电感值差异和负载变化考虑进系统模型,对采集到的所述两路电感电流和所述直流输出电压进行超扭曲算法的二阶滑模控制方法设计,构造包含输出电压误差和电感电流误差的滑模面,将电压设计成外环,电流设计成内环。本发明专利技术所提供的输出并联Buck/Boost变换器的均流方法、装置及设备,无需额外的硬件辅助电路,节省了成本,减少了复杂度;同时也方便了并联均流环节算法的设计,方法简便、实用,有效地增强了扰动情况下输出并联Buck/Boost变换器的动稳态性能和均流效果。

A current sharing method, device and equipment of output parallel buck / boost converter

【技术实现步骤摘要】
一种输出并联Buck/Boost变换器的均流方法、装置及设备
本专利技术涉及电力电子
,特别涉及一种输出并联Buck/Boost变换器的均流方法、装置及设备。
技术介绍
随着分布式发电系统的高速发展,双向DC-DC变换器在电动汽车和储能领域的能量管理中扮演着越来越重要的角色,因此,高效的能量管理对双向DC-DC变换器的特性提出了更高的要求,在系统的充放电过程中,稳定的电压和电流输出特性需要保证,优越的动稳态性能是系统安全可靠运行的重要条件。同时,为了增加系统容量,双向DC-DC变换器的交错并联方案也得到了广泛应用。交错并联方案能够有效地减少开关器件所承受的应力,降低输出电流纹波,在扩容的同时也能提高功率密度。然而,对于并联的双向DC-DC变换器系统,不可避免地也受到不均流问题的影响。当系统处于不均流的情况下,系统的功率分配不均衡,可靠性也会随之降低。因此,双向DC-DC变换器系统的均流控制有着重要的意义。目前针对并联均流控制问题,许多均流控制的方法在不同文献中被提出。传统的均流控制方法主要有输出阻抗法和有源均流法。这些方法多是采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输出并联Buck/Boost变换器的均流方法,其特征在于,包括:/n步骤1,采集两路并联Buck/Boost变换器的直流输入电压、两路电感电流和直流输出电压;/n步骤2,将两路输入电压偏差,电感值差异和负载变化考虑进系统模型,对采集到的所述两路电感电流和所述直流输出电压进行超扭曲算法的二阶滑模控制方法设计,构造包含输出电压误差和电感电流误差的滑模面,将电压设计成外环,电流设计成内环,把两路电感电流的均流误差考虑进电流内环,闭环调节输出电压和电感电流,抑制内外部扰动对并联均流效果的影响;/n步骤3,通过载波和脉冲宽度调制方法产生两路相位相差180°的脉冲宽度调制信号,所述脉冲宽度调制信号...

【技术特征摘要】
1.一种输出并联Buck/Boost变换器的均流方法,其特征在于,包括:
步骤1,采集两路并联Buck/Boost变换器的直流输入电压、两路电感电流和直流输出电压;
步骤2,将两路输入电压偏差,电感值差异和负载变化考虑进系统模型,对采集到的所述两路电感电流和所述直流输出电压进行超扭曲算法的二阶滑模控制方法设计,构造包含输出电压误差和电感电流误差的滑模面,将电压设计成外环,电流设计成内环,把两路电感电流的均流误差考虑进电流内环,闭环调节输出电压和电感电流,抑制内外部扰动对并联均流效果的影响;
步骤3,通过载波和脉冲宽度调制方法产生两路相位相差180°的脉冲宽度调制信号,所述脉冲宽度调制信号用于控制开关管的通断。


2.根据权利要求1所述的输出并联Buck/Boost变换器的均流方法,其特征在于,所述步骤2包括:确定采集参数之间的关系,采用开关周期平均法对输出并联的Buck/Boost变换器进行建模,建立基于开关周期平均的系统模型为:



其中,E1、E2分别为上下两路Buck/Boost变换器的输入电压,uo为两路Buck/Boost变换器的并联输出电压,分别为上下两路Buck/Boost变换器的电感电流,iload为并联输出端的负载电流,L1和L2分别为上下两路Buck/Boost变换器的电感值,C为并联输出端的电容值,d1和d2分别为上下两路Buck/Boost变换器的控制输入占空比,即为两路的控制率给定。


3.根据权利要求2所述的输出并联Buck/Boost变换器的均流方法,其特征在于,所述步骤2还包括:
将输出电压与输出电压参考的误差,误差的积分项考虑为状态变量,构造电压外环滑模面为:
s=x1+λ1x2(2)
其中,



其中,uoref代表输出电压的参考,x1和x2作为系统状态变量,λ1为正常数,表示电压外环滑模面的系数增益;
根据系统的建模表达式,电压外环滑模面的一阶导数项能够被推导为:



超扭曲算法考虑控制率包括等效控制项和超扭曲控制项,系统总的控制率被设计为:
u1=ueq1+udis1(5)
其中,等效控制项ueq1能通过电压外环滑模面的一阶导数项为零时得出:



其中,Δu1为系统电压外环的控制项,电压外环控制输出的电感电流参考的等效控制项iL包含在其中,Δρ1为扰动项,取|Δρ1|<ε1,ε1收敛于某个正的边界项,则有:
ueq1=λ1C(uoref-uo)(7)
超扭曲控制项的表达式为:



其中,a1和a2为正的常系数项;
电压外环的输出为电流参考:
iLref=u1=λ1C(uoref-uo)+udis1(9)
其中,iLref为电压外环得出来的电流参考值。


4.根据权利要求3所述的输出并联Buck/Boost变换器的均流方法,其特征在于,所述步骤2还包括:
将第一路电感电流与电感电流参考的误差,误差的积分项考虑为状态变量,同时考虑两路电感电流的误差为另一状态变量,构造第一路Buck/Boost变换器电流内环滑模面为:
S1=X1+λ2X2+X3(10)
其中,



其中,iLref代表第一路电感电流的参考,X1、X2和X3作为系统状态变量,λ2为正常数,表示电流内环滑模面的系数增益;
根据系统的建模表达式,电流内环滑模面的一阶导数项能够被推导为:



其中,Δu2为系统第...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢乐蒋崇文
申请(专利权)人:中南大学
类型:发明
国别省市:湖南;43

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1