【技术实现步骤摘要】
一种基于双全桥变换器的分段PID控制电路及方法
[0001]本专利技术属于电力电子
，特别涉及一种基于双全桥变换器的分段PID控制电路及方法。
技术介绍
[0002]对于高压大功率的空间应用，传统的隔离型拓扑工作模式相对比较单一，无法适应输入输出电压范围较宽的应用场景，因此在全桥电路的基础上提出了双全桥功率拓扑，其具备PWM模式与移相模式两种工作模式，且副边电路可分别在两种工作模式下，在串联模态与并联模态之间切换，从而能够扩展电路的增益范围。而其工作模式的改变也对控制参数提出了不同的需求，以达到快速、稳定、准确的控制效果。
[0003]传统的控制方式多采用PID控制，其实现方式简单，但是PID控制器的参数仅针对小范围单模式场景具有较好的控制效果，对于宽范围、多模式的应用场景较为欠缺。一些改进型的控制方法，控制策略较为复杂，一般需要数字控制器实现，而对于空间应用的场景，数字电路容易受到宇宙辐射的影响，可靠性较低。
技术实现思路
[0004]为了克服现有技术中的不足，本专利技术人进行了锐意研究，提供...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种基于双全桥变换器的分段PID控制电路，其特征在于，包括采样模块、PID_1模块、PID_2模块、PWM控制器、移相控制器、模式选择模块、数据选择模块和驱动模块；采样模块，连接双全桥变换器，用于采集双全桥变换器的输入电容电压U
i
、输出电容电压U
o
和输出电感电流I
L
；PID_1模块，用于接收采样模块的输出以及外部输入的参考值，并经过PID运算输出控制信号给PWM控制器；PID_2模块，用于接收采样模块的输出以及外部输入的参考值，并经过PID运算输出控制信号给移相控制器；PWM控制器，用于根据输入的控制信号输出一组PWM控制信号至数据选择模块；移相控制器，用于根据输入的控制信号输出一组移相控制信号至数据选择模块；模式选择模块，用于根据采样模块的输出判断双全桥变换器的工作模式，向数据选择模块输出模式切换信号；数据选择模块，用于根据模式选择模块输出的模式切换信号，选择向驱动模块输出PWM控制器或移相控制器的信号；驱动模块，用于接收数据选择模块发送的信号，实施驱动信号的放大，并发送驱动信号至双全桥变换器。2.根据权利要求1所述的基于双全桥变换器的分段PID控制电路，其特征在于，所述双全桥变换器包括第一全桥电路、第二全桥电路、第一变压器、第二变压器和六管全桥整流电路，其中，第一全桥电路和第二全桥电路并联，第一全桥电路包括两条支路，每条支路上串联转换开关SA和转换开关SB；第二全桥电路包括两条支路，每条支路上串联转换开关SC和转换开关SD；各转换开关包括MOS管、二极管和电容，MOS管的源极连接二极管的正极，漏极连接二极管的负极，电容跨接在二极管的两端；第一变压器T1的一次侧与第一全桥电路连接，且一次侧的两端分别连接至第一全桥电路两支路上两转换开关之间；第二变压器T2的一次侧与第二全桥电路连接，且一次侧的两端分别连接至第二全桥电路两支路上两转换开关之间；第一变压器T1的二次侧以及第二变压器T2的二次侧均与六管全桥整流电路连接；当第一变压器一次侧及第二变压器一次侧采用移相控制方式，六管全桥整流电路将第一变压器的二次侧以及第二变压器的二次侧串联；当第一变压器一次侧及第二变压器一次侧采用PWM控制方式，六管全桥整流电路将第一变压器的二次侧以及第二变压器的二次侧并联。3.根据权利要求1所述的基于双全桥变换器的分段PID控制电路，其特征在于，所述采样模块通过电阻分压或光耦方式采集双全桥变换器的输入电容电压U
i
和输出电容电压U
o
，通过霍尔传感器、电流采样电阻、镜像电流源方式测量输出电感电流I
L
的值。4.根据权利要求1所述的基于双全桥变换器的分段PID控制电路，其特征在于，所述PID_1模块和PID_2模块通过对参考值与采样值的误差做比例积分微分运算，得到输出的控制信号，其公式如下：其中，e(t)为误差，u(t)为输出值，e(τ)为τ时刻的误差量，K
p
、K
i
、K
d
分别为比例、积分、微分的系数。
5.根据权利要求4所述的基于双全桥变换器的分段PID控制电路，其特征在于，所述PID_1模块和PID_2模块，实施两级PID运算输出控制信号；对于PID_1模块，第一级运算的比例、积分、微分系数为K
pv1
、K
iv1
、K
dv1
，e
v1
(t)＝U
ref
‑
U
o
，U
ref
为输入的参考值，输出值为u
v1
(t)；第二级运算的比例、积分、微分系数为K
pi1
、K
ii1
、K
di1
，e
i1
(t)＝u
v1
技术研发人员：朱子锐，董宝磊，蒋丛让，夏晨泰，周罗增，刘涛，黄军，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：
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