一种单相PET后级DC-DC变换器二次纹波抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种单相PET后级DC‑DC变换器二次纹波抑制方法，将隔离型DC‑DC变换器输入侧的二次电压纹波的相位信息θ

【技术实现步骤摘要】
一种单相PET后级DC-DC变换器二次纹波抑制方法
本专利技术属于电气控制
，具体涉及一种单相PET后级DC-DC变换器二次纹波抑制方法的设计。
技术介绍
目前，AC-DC-DC变换器(PowerElectronicTransformer，PET)广泛应用在充电站、隔离型交直变换器中。隔离型双向DC-DC变换器作为AC-DC变换器后级，其输入输出均为直流，这种变换器还具有宽输入输出电压范围、输入输出电气隔离且易于实现软开关的特点。由于单相整流电路会产生两倍于网侧电压频率的交流波动功率，该波动功率导致单相AC-DC变换器直流输出侧出现二次电压纹波，在传统控制中隔离型双向DC-DC变换器的功率并不能随输入电压幅值反向波动，导致输出电压也含有二次纹波。DC-DC输出低频电压纹波幅值较大会对变换器输出的电能质量、系统稳定性及变换器的器件产生不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对DC-DC变换器的二次纹波造成的危害，提出了一种单相PET后级DC-DC变换器二次纹波抑制方法，能够抑制隔离型DC-DC变换器的二次电压纹波传递至负载侧。本专利技术的技术方案为：一种单相PET后级DC-DC变换器二次纹波抑制方法，包括以下步骤：S1、采集DC-DC变换器的输出电压，并根据输出电压计算得到反馈控制量。S2、采集DC-DC变换器的输入电压，并根据输入电压计算得到修正量。S3、根据反馈控制量与修正量计算得到修正后的反馈控制量。S4、将修正后的反馈控制量输入调制模块，产生对应的开关控制信号，控制DC-DC变换器主电路中开关器件的通断，实现对DC-DC变换器二次纹波的抑制。进一步地，步骤S1包括以下分步骤：S11、采集DC-DC变换器的输出电压V2，并将其转化为数字量。S12、将输出电压V2的数字量经过100Hz陷波器后与给定参考电压V2ref求差，得到误差量。S13、采用PID控制方法对误差量进行反馈控制计算，得到反馈控制量进一步地，步骤S2包括以下分步骤：S21、采集DC-DC变换器的输入电压V1，并将输入电压V1中的二次电压纹波V1_2分离出来。S22、将二次电压纹波V1_2经过100Hz锁相环PLL，获取二次电压纹波的相位信息θ2。S23、对相位信息θ2进行取反，得到相位信息-θ2。S24、将相位信息-θ2的正弦量-sinθ2与数字量1相加，得到修正量1-sinθ2。进一步地，步骤S3具体为：将反馈控制量与修正量1-sinθ2相乘，得到修正后的反馈控制量进一步地，步骤S4包括以下分步骤：S41、将修正后的反馈控制量输入调制模块，通过占空比计算得到DC-DC变换器的一次侧桥臂中点电压占空比D1和二次侧桥臂中点电压占空比D2。S42、根据修正后的反馈控制量一次侧桥臂中点电压占空比D1和二次侧桥臂中点电压占空比D2，采用开关信号产生算法产生对应的开关控制信号，控制DC-DC变换器主电路中开关器件的通断，实现对DC-DC变换器二次纹波的抑制。进一步地，步骤S41中一次侧桥臂中点电压占空比D1的计算公式为：二次侧桥臂中点电压占空比D2的计算公式为：其中k为等效电压比，且n为变压器原边和副边匝数之比，V1为DC-DC变换器的输入电压，V2为DC-DC变换器的输出电压。本专利技术的有益效果是：(1)与传统控制相比，本专利技术不需要引入幅值反馈而使用的除法器，避免启动或负载切换过程中产生的电压大幅跌落或震荡。(2)本专利技术的使用可以在DC-DC变换器明显含有低频纹波的情况下，保证输出不含有低频纹波，减小因单相AC-DC变换器产生的低频纹波对负载的影响。(3)本专利技术可以明显放宽AC-DC-DC变换器中对DC-DC变换器输入纹波的约束，减小AC-DC变换器的输出支撑电容，进而减小电容容值、增加变换器功率密度降低系统成本。(4)本专利技术的使用可以将应用在单相AC-DC-DC中短寿命的电解电容更换为长寿命、更安全的薄膜电容，显著增加了系统的可靠性。附图说明图1所示为本专利技术实施例提供的隔离型双向DC-DC变换器拓扑图。图2所示为本专利技术实施例提供的单相PET后级DC-DC变换器二次纹波抑制方法控制框图。图3所示为本专利技术实施例提供的单相PET后级DC-DC变换器二次纹波抑制方法流程图。图4所示为本专利技术实施例提供的采用传统控制方法时单相PET后级DC-DC变换器的主要波形示意图。图5所示为本专利技术实施例提供的采用本专利技术方法时单相PET后级DC-DC变换器的主要波形示意图。具体实施方式现在将参考附图来详细描述本专利技术的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本专利技术的原理和精神，而并非限制本专利技术的范围。隔离型DC-DC控制器的控制原理是通过控制隔离型DC-DC变换器的一、二次侧桥臂中点电压之间的移相角一次侧桥臂中点电压占空比D1和二次侧桥臂中点电压占空比D2，使DC-DC变换器在输入电压明显含有二次纹波的条件下，输出电压平直。由于隔离型DC-DC变换器的控制信号由输出侧电压反馈量经控制器调节后给定，并且DC-DC变换器输入侧二次电压纹波是一个两倍于电网频率的交流量，它随着时间作正弦规律变化，也即有相位信息。所以，在变换器的闭环控制系统的控制器输出结果中引入取自输入侧的二次电压纹波的相位信息，就可以消除由变换器输入侧二次电压纹波所产生的输出侧二次电压纹波。基于此，本专利技术实施例提供了一种单相PET后级DC-DC变换器二次纹波抑制方法，其可以应用在多种隔离拓扑中，如图1所示。如图2-图3所示，本专利技术实施例提供的单相PET后级DC-DC变换器二次纹波抑制方法包括以下步骤S1～S4：S1、采集DC-DC变换器的输出电压，并根据输出电压计算得到反馈控制量。步骤S1包括以下分步骤S11～S13：S11、采集DC-DC变换器的输出电压V2，并将其转化为数字量。S12、将输出电压V2的数字量经过100Hz陷波器后与给定参考电压V2ref求差，得到误差量。S13、采用PID控制方法对误差量进行反馈控制计算，得到反馈控制量S2、采集DC-DC变换器的输入电压，并根据输入电压计算得到修正量。步骤S2包括以下分步骤S21～S24：S21、采集DC-DC变换器的输入电压V1，并将输入电压V1中的二次电压纹波V1_2分离出来。S22、将二次电压纹波V1_2经过100Hz锁相环PLL，获取二次电压纹波的相位信息θ2。S23、对相位信息θ2进行取反，得到相位信息-θ2。S24、将相位信息-θ2的正弦量-sinθ2与数字量1相加，得到修正量1-sinθ2，该修正量是根据二次电压纹波实时产生的。S3、根据反馈控制量与修正量计算得到修正后的反馈控制量。本专利技术实施例中，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单相PET后级DC-DC变换器二次纹波抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、采集DC-DC变换器的输出电压，并根据输出电压计算得到反馈控制量；/nS2、采集DC-DC变换器的输入电压，并根据输入电压计算得到修正量；/nS3、根据反馈控制量与修正量计算得到修正后的反馈控制量；/nS4、将修正后的反馈控制量输入调制模块，产生对应的开关控制信号，控制DC-DC变换器主电路中开关器件的通断，实现对DC-DC变换器二次纹波的抑制。/n

【技术特征摘要】
1.一种单相PET后级DC-DC变换器二次纹波抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采集DC-DC变换器的输出电压，并根据输出电压计算得到反馈控制量；
S2、采集DC-DC变换器的输入电压，并根据输入电压计算得到修正量；
S3、根据反馈控制量与修正量计算得到修正后的反馈控制量；
S4、将修正后的反馈控制量输入调制模块，产生对应的开关控制信号，控制DC-DC变换器主电路中开关器件的通断，实现对DC-DC变换器二次纹波的抑制。


2.根据权利要求1所述的单相PET后级DC-DC变换器二次纹波抑制方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下分步骤：
S11、采集DC-DC变换器的输出电压V2，并将其转化为数字量；
S12、将输出电压V2的数字量经过100Hz陷波器后与给定参考电压V2ref求差，得到误差量；
S13、采用PID控制方法对误差量进行反馈控制计算，得到反馈控制量


3.根据权利要求1所述的单相PET后级DC-DC变换器二次纹波抑制方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下分步骤：
S21、采集DC-DC变换器的输入电压V1，并将输入电压V1中的二次电压纹波V1_2分离出来；
S22、将二次电压纹波V1_2经过100Hz锁相环PLL，获取二次电压纹波的相位信息θ2；
S23、对相位信息θ2进...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒泽亮，王天翔，孟令辉，李若愚，何晓琼，
申请(专利权)人：成都国佳电气工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51