一种CLLC控制器的控制方法及控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种CLLC变换器的控制方法及装置，获取CLLC变换器的目标输出电压V

【技术实现步骤摘要】
一种CLLC控制器的控制方法及控制装置


[0001]本专利技术涉及电能变换
，具体涉及一种CLLC控制器的控制方法。

技术介绍

[0002]随着新能源技术的不断发展，电力电子设备应用场景不断变化，双向直流变换技术不断发展，双向直流变换器成为配电、变电等用电场景中很重要的角色，其应用越来越广泛，技术要求也不断提高，如何对双向电能变换器，尤其是CLLC变换器进行稳定、可靠的控制成为当下的热点问题。
[0003]相关技术之中，通常通过零极点控制器控制CLLC变换器，以通过设计控制器的零极点位置来改善低频特性，然而，该技术中系统环路带宽受到谐振腔与输出电容构成的谐振点位置限制，控制性能较低，难以实现对变换器稳定可靠的控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种CLLC控制器的控制方法及控制装置。本专利技术可以实现对CLLC控制器稳定可靠的控制。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案如下：一种CLLC控制器的控制方法，包括如下步骤：获取CLLC变换器的目标输出电压V
ref
，并通过ADC采样电路获取CLLC变换器的实际输出电压V
o
；通过比对CLLC变换器实际工作频率f
s
和谐振工作频率f
r
，得到比对结果，根据比对结果确定PI控制器的目标比例参数k
p
及目标积分参数k
i
，将CLLC变换器的实际输出电压V
o
经陷波器滤波处理后输出至PI控制器，并将目标输出电压V
ref
输入至PI控制器，进而通过PI控制器进行电压闭环控制后输出下一时刻的目标工作频率，再根据目标工作频率控制原边开关管，实现对CLLC原边开关管的控制。
[0006]上述的CLLC控制器的控制方法，包括如下步骤：
[0007]S1、获取CLLC变换器的目标输出电压V
ref
，并通过ADC采样电路获取CLLC变换器的实际输出电压V
o
；
[0008]S2、将所述实际输出电压V
o
输入陷波器进行滤波处理，以得到滤波电压V
notch
；
[0009]S3、获取所述CLLC变换器的多个频率参数；所述频率参数包括实际工作频率f
s
、谐振工作频率f
r
、最小频率f
min
及最大频率f
max
；
[0010]S4、确定PI控制器对应的比例参数；所述比例参数包括PI控制器在谐振工作频率点对应的谐振比例参数k
p0
、在最小频率点对应的最小比例参数k
p1
和在最大频率点对应的最大比例参数k
p2
；
[0011]S5、将所述实际工作频率f
s
与谐振工作频率f
r
进行比对，根据比对结果从多个频率参数中选取至少一个频率参数，并根据所述比对结果从多个比例参数中选取至少一个比例参数；
[0012]S6、根据选取的所述频率参数及选取的所述比例参数，确定所述PI控制器的目标比例参数k
p
及目标积分参数k
i
；
[0013]S7、将所述目标输出电压V
ref
和所述滤波电压V
notch
输入所述PI控制器进行以频率为控制量的电压闭环控制，以得到下一时刻的目标工作频率，其中，所述PI控制器的比例参数为所述目标比例参数k
p
，积分参数为所述目标积分参数k
i
；
[0014]S8、根据所述目标工作频率配置所述CLLC变换器的原边驱动脉冲信号；
[0015]S9、通过脉冲驱动电路将所述原边驱动脉冲信号转换为开关管驱动信号，并以所述开关管驱动信号控制所述CLLC变换器中的原边开关管。
[0016]前述的CLLC控制器的控制方法，所述步骤S4中，确定PI控制器对应的比例参数过程如下：
[0017]获取所述CLLC变换器的增益函数，增益函数的表达式G(f)为：
[0018][0019]式中：R
o
为输出负载电阻，L
r
为原边谐振电感，C
r
为原边谐振电容，L
rs
为副边谐振电感，C
rs
为副边谐振电容，L
m
为励磁电感，n为变压器的变比，f为开关频率；
[0020]确定所述增益函数在所述谐振工作频率点处关于频率的谐振导数k0；
[0021]确定所述增益函数在所述最小频率点处关于频率的最小导数k1；
[0022]确定所述增益函数在所述最大频率点处关于频率的最大导数k2；
[0023]将所述实际输出电压V
o
、所述谐振导数k0代入第一公式计算，以得到谐振比例参数k
p0
及谐振积分参数k
i0
；其中所述第一公式为：
[0024][0025]将所述实际输出电压V
o
、所述最小导数k1代入第二公式计算，以得到最小比例参数k
p1
及最小积分参数k
i1
；其中所述第二公式为：
[0026][0027]将所述实际输出电压V
o
、所述最大导数k2代入第三公式计算，以得到最大比例参数k
p2
及最大积分参数k
i2
；所述第三公式为：
[0028][0029]其中，第一公式、第二公式和第三公式中的ω0均为陷波器的中心角频率；所述陷波器的中心角频率ω0的计算公式如下：
[0030][0031]其中，L
r
为原边谐振电感，L
rs
为副边谐振电感，C
o
为输出电容，n为变压器的变比。
[0032]前述的CLLC控制器的控制方法，所述步骤S5中，将所述实际工作频率f
s
与谐振工作频率f
r
进行比对，当实际工作频率f
s
小于谐振工作频率f
r
时，选取的所述频率参数包括所述实际工作频率f
s
、所述谐振工作频率f
r
及所述最小频率f
min
，求取的所述比例参数包括所述谐振比例参数k
p0
及所述最小比例参数k
p1
。
[0033]前述的CLLC控制器的控制方法，所述步骤S6中，根据选取的所述频率参数及选取的所述比例参数，确定所述PI控制器的目标比例参数k
p
及目标积分参数k
i
的公式如下：
[0034][0035]式中：k
p1
为最小比例参数，k
p0
为谐振比例参数，f
min
为最小频率，f...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CLLC控制器的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：获取CLLC变换器的目标输出电压V
ref
，并通过ADC采样电路获取CLLC变换器的实际输出电压V
o
；通过比对CLLC变换器实际工作频率f
s
和谐振工作频率f
r
，得到比对结果，根据比对结果确定PI控制器的目标比例参数k
p
及目标积分参数k
i
，将CLLC变换器的实际输出电压V
o
经陷波器滤波处理后输出至PI控制器，并将目标输出电压V
ref
输入至PI控制器，进而通过PI控制器进行电压闭环控制后输出下一时刻的目标工作频率，再根据目标工作频率控制原边开关管，实现对CLLC原边开关管的控制。2.根据权利要求1所述的CLLC控制器的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、获取CLLC变换器的目标输出电压V
ref
，并通过ADC采样电路获取CLLC变换器的实际输出电压V
o
；S2、将所述实际输出电压V
o
输入陷波器进行滤波处理，以得到滤波电压V
notch
；S3、获取所述CLLC变换器的多个频率参数；所述频率参数包括实际工作频率f
s
、谐振工作频率f
r
、最小频率f
min
及最大频率f
max
；S4、确定PI控制器对应的比例参数；所述比例参数包括PI控制器在谐振工作频率点对应的谐振比例参数k
p0
、在最小频率点对应的最小比例参数k
p1
和在最大频率点对应的最大比例参数k
p2
；S5、将所述实际工作频率f
s
与谐振工作频率f
r
进行比对，根据比对结果从多个频率参数中选取至少一个频率参数，并根据所述比对结果从多个比例参数中选取至少一个比例参数；S6、根据选取的所述频率参数及选取的所述比例参数，确定所述PI控制器的目标比例参数k
p
及目标积分参数k
i
；S7、将所述目标输出电压V
ref
和所述滤波电压V
notch
输入所述PI控制器进行以频率为控制量的电压闭环控制，以得到下一时刻的目标工作频率，其中，所述PI控制器的比例参数为所述目标比例参数k
p
，积分参数为所述目标积分参数k
i
；S8、根据所述目标工作频率配置所述CLLC变换器的原边驱动脉冲信号；S9、通过脉冲驱动电路将所述原边驱动脉冲信号转换为开关管驱动信号，并以所述开关管驱动信号控制所述CLLC变换器中的原边开关管。3.根据权利要求2所述的CLLC控制器的控制方法，其特征在于：所述步骤S4中，确定PI控制器对应的比例参数过程如下：获取所述CLLC变换器的增益函数，增益函数的表达式G(f)为：式中：R
o
为输出负载电阻，L
r
为原边谐振电感，C
r
为原边谐振电容，L
rs
为副边谐振电感，C
rs
为副边谐振电容，L
m
为励磁电感，n为变压器的变比；f为开关频率；确定所述增益函数在所述谐振工作频率点处关于频率的谐振导数k0；确定所述增益函数在所述最小频率点处关于频率的最小导数k1；确定所述增益函数在所述最大频率点处关于频率的最大导数k2；将所述实际输出电压V
o
、所述谐振导数k0代入第一公式计算，以得到谐振比例参数k
p0
及
谐振积分参数k
i0
；其中所述第一公式为：将所述实际输出电压V
o
、所述最小导数k1代入第二公式计算，以得到最小比例参数k
p1
及最小积分参数k
i1
；其中所述第二公式为：将所述实际输出电压V
o
、所述最大导数k2代入第三公式计算，以得到最大比例参数k
p2
及最大积分参数k
i2
；所述第三公式为：其中，第一公式、第二公式和第三公式中的ω0均为陷波器的中心角频率；所述陷波器的中心角频率ω0的计算公式如下：其中，L
r
为原边谐振电感，L
rs
为副边谐振电感，C
o
为输出电容，n为变压器的变比。4.根据权利要求2所述的CLLC控制器的控制方法，其特征在于：所述步骤S5中，将所述实际工作频率f
s
与谐振工作频率f
r
进行比对，当实际工作频率f
s
小于谐振工作频率f
r
时，选取的所述频率参数包括所述实际工作频率f
s
、所述谐振工作频率f
r...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志，胡斯登，何湘宁，白宇宁，朱正斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：