一种多电平双向DC-DC变换器启动控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多电平双向DC

【技术实现步骤摘要】
一种多电平双向DC
‑
DC变换器启动控制方法及系统


[0001]本专利技术属于直流
‑
直流变换领域，更具体地，涉及一种多电平双向DC
‑
DC变换器启动控制方法及系统。

技术介绍

[0002]双向DC/DC变换器是一种对直流电源进行变换的电路，其输入输出电压均为直流。多电平变换器由于其诸多优点逐渐受到人们的青睐。多电平变换器存在二极管钳位型多电平变换器，单元级联型多电平变换器，飞跨电容型多电平变换器等多种结构。其中，飞跨电容型多电平变换器中开关器件数量少，易于扩展到更高电平变换器。但是，飞跨电容型多电平变换器在应用中必须保证飞跨电容电压的平衡，使各个开关管电压应力均匀，避免开关管和设备损坏。
[0003]在多电平飞跨电容变换器启动前，需要对变换器内部飞跨电容进行预充电，否则，在变换器启动时，变换器中部分开关管电压应力过高或瞬间冲击电流过大会导致开关管的损坏，在变换器启动过程中同样需要控制飞跨电容电压。此外，双向DC/DC变换器既存在从高压侧启动的应用场合，也存在从低压侧启动的应用场合，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多电平双向DC
‑
DC变换器启动控制方法，所述变换器包括依次连接在高压侧正、负极之间的4N个开关管S1～S
4N
，N≥2，S
k
、S
k+1
连接点与S
2N
‑
k
、S
2N
‑
k+1
连接点之间跨接电容C
2k+1
，S
2N+k
、S
2N+k+1
连接点与S
4N
‑
k
、S
4N
‑
k+1
连接点之间跨接电容C
2k+2
，电容C
2k+1
和电容C
2k+2
的电容值相等，k为1与N
‑
1之间的任意整数，其特征在于，方法包括：S1，获取启动方式，若为高压侧启动，执行S2，若为低压侧启动，执行S3
‑
S4；S2，断开低压侧正、负极连接的开关管S
N
、S
N+1
、S
3N
和S
3N+1
，开通其余开关管，k取值沿低压侧至高压侧方向从N
‑
1逐次递减，并在C
2k+1
或C
2k+2
的电压达到相应设定值时，断开C
2k+1
和C
2k+2
连接的开关管S
k
、S
2N
‑
k+1
、S
2N+k
和S
4N
‑
k+1
，直至断开所有开关管；S3，断开低压侧正、负极连接的开关管S
N+1
和S
3N
，开通其余开关管，k取值沿低压侧至高压侧方向从N
‑
1逐次递减，并在C
2k+1
或C
2k+2
的电压达到相应设定值时，断开C
2k+1
和C
2k+2
连接的开关管S
2N
‑
k+1
和S
2N+k
，直至C
2k+1
或C
2k+2
的电压达到低压侧电压的1/2；S4，将开关管S
k+1
至S
N
、S
N+1
至S
2N
‑
k
、S
2N+k+1
至S
3N
、S
3N+1
至S
4N
‑
k
划分为四组开关管并进行PWM调制，其余开关管保持导通，k继续逐次递减，并在C
2k+1
或C
2k+2
的电压达到相应设定值时，将C
2k+1
和C
2k+2
连接的开关管S
k
、S
2N
‑
k+1
、S
2N+k
和S
4N
‑
k+1
分别添加至所述四组开关管中，直至所有开关管均添加至所述四组开关管中。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，高压侧正、负极之间依次连接有电容C1和C2，高压侧依次通过高压侧开关SW2和高压侧预充电单元接入高压侧电压，低压侧依次通过低压侧开关SW4和低压侧预充电单元接入低压侧电压，所述高压侧预充电单元包括并联的开关SW1和电阻R
s1
，所述低压侧预充电单元包括并联的开关SW3和电阻R
s2
。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S2包括：S21，断开SW1、SW2和SW4，接通SW3，断开S
N
、S
N+1
、S
3N
和S
3N+1
，开通其余开关管后闭合SW2；S22，k取值沿低压侧至高压侧方向从N
‑
1逐次递减，并在C
2k+1
或C
2k+2
的电压达到相应设定值时，断开C
2k+1
和C
2k+2
连接的开关管S
k
、S
2N
‑
k+1
、S
2N+k
和S
4N
‑
k+1
，直至断开所有开关管；S23，当C1或C2的电压达到相应设定值时，接通SW1和SW4。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S3包括：S31，断开SW2、SW3和SW4，接通SW1，断开S
N+1
和S
3N
，开通其余开关管后闭合SW4；S32，k取值沿低压侧至高压侧方向从N
‑
1逐次递减，并在C
2k+1
或C
2k+2
的电压达到相应设定值时，断开C
2k+1
和C
2k+2
连接的开关管S
2N
‑
k+1
和S
2N+k
，直至C
2k+1
或C
2k+2
的电压达到低压侧电压的1/2时闭合SW3。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述S4中所有开关管均添加至所述四组开关管中之后还包括：当C1或C2的电压达到相应设定值时，接通SW2。6.如权利要求2
‑
5任一项所述的方法，其特征在于，S
N
和...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，赵璇琦，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：