一种IPOP型变换器及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种IPOP型变换器及其控制方法，该控制方法中，对各DC/DC变换模块中的LLC电路，仍然分别采用开环定频控制；但其对于各DC/DC变换模块中的Boost电路，分别以IPOP型变换器的输出参数、任一路Boost电路的输出电压以及各路Boost电路的电感电流，作为反馈量，进行三环定频控制；相对于现有技术中的单环控制，其增加了控制变量，提高了响应速度、抗干扰能力以及鲁棒性。而且，可直接对各Boost电路的输入电流限幅、Boost输出电压限幅；另外，还可实现各路Boost均流，LLC自动均流，且不需要额外增加磁性元件或采样电路。外增加磁性元件或采样电路。外增加磁性元件或采样电路。

【技术实现步骤摘要】
一种IPOP型变换器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种IPOP型变换器及其控制方法。

技术介绍

[0002]LLC谐振变换器可以实现原边开关管的零电压开通(ZVS)和副边开关管的零电流关断(ZCS)，从而获得较高的变换效率，适合高频、高功率密度的设计。但当输入电压波动较大时，其开关频率或占空比有较大变化，不利于磁性元件优化设计。两级式DC/DC可以有效解决这一问题，其前级Boost电路用于实现电压电流调节，其后级LLC电路用于实现电气隔离和电压匹配。在低压大电流场合，通常将多个这种两级式DC/DC的输入输出分别并联，构成IPOP(Input
‑
Parallel Output
‑
Parallel，输入并联、输出并联)型变换器，从而降低开关管电流应力，实现模块化设计。
[0003]对于基于Boost+LLC的IPOP型变换器，其现有的控制策略是，LLC开环控制，频率固定，并由控制模块Control通过调节Boost占空比来直接控制输出电压Vout或输出电流。如图1所示，这种方案将两级系统看成一个整体，单环控制，响应速度慢，抗干扰能力以及鲁棒性差。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种IPOP型变换器及其控制方法，以提高响应速度、抗干扰能力以及鲁棒性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种IPOP型变换器的控制方法，所述IPOP型变换器包括至少两个输入输出分别并联连接的DC/DC变换模块，各所述DC/DC变换模块均包括Boost电路及位于所述Boost电路后级的LLC电路；所述控制方法包括：
[0007]分别以所述IPOP型变换器的输出参数、任一路所述Boost电路的输出电压以及各路所述Boost电路的电感电流，作为反馈量，对各路所述Boost电路进行三环定频控制；
[0008]分别对各路所述LLC电路采用开环定频控制。
[0009]可选的，对各路所述Boost电路进行三环定频控制时的各个控制环，分别为：
[0010]处于最外侧的输出参数控制环；
[0011]处于中间位置的Boost输出电压控制环；以及，
[0012]处于最内侧的各个电感电流控制环。
[0013]可选的，分别以所述IPOP型变换器的输出参数、任一路所述Boost电路的输出电压以及各路所述Boost电路的电感电流，作为反馈量，对各路所述Boost电路进行三环定频控制，包括：
[0014]以所述IPOP型变换器的输出参数作为所述输出参数控制环的负反馈量，对其与输出参数给定值之间的差值进行PI调节，得到所述Boost输出电压控制环的电压给定值；
[0015]以任一路所述Boost电路的输出电压作为所述Boost输出电压控制环的负反馈量，
对其与所述电压给定值之间的差值进行PI调节，得到各个所述电感电流控制环的电感电流给定值；
[0016]以各路所述Boost电路的电感电流作为各对应所述电感电流控制环的负反馈量，分别对其与所述电感电流给定值之间的差值进行PI调节，得到各路所述Boost电路的占空比；
[0017]分别根据各所述占空比及各路所述Boost电路对应的载波，生成各路所述Boost电路的脉冲宽度调制PWM信号。
[0018]可选的，各所述载波相差一个360/N的移相角度；其中，N为所述DC/DC变换模块的数量。
[0019]可选的，在得到所述Boost输出电压控制环的电压给定值之前，还包括：对PI调节结果进行限幅。
[0020]可选的，在得到各个所述电感电流控制环的电感电流给定值之前，还包括：对PI调节结果进行限幅。
[0021]可选的，所述IPOP型变换器的输出参数，为：所述IPOP型变换器的输出电压或输出电流。
[0022]可选的，分别对各路所述LLC电路采用开环定频控制，包括：
[0023]分别对各路所述LLC电路的原边电路采用开环定频控制；以及，
[0024]若各路所述LLC电路的副边电路基于同步整流管构成，则分别对各路所述LLC电路的副边电路采用同步整流控制；
[0025]若各路所述LLC电路的副边电路基于二极管构成，则对各路所述LLC电路的副边电路均不进行控制。
[0026]可选的，分别对各路所述LLC电路的原边电路采用开环定频控制时，各路所述LLC电路的原边电路控制占空比均为0.5，且各路所述LLC电路的原边电路中，上下管的开关信号互补、对角管的开关信号相同。
[0027]可选的，各路所述LLC电路的原边电路的载波，相差一个360/N的移相角度，且其频率分别小于等于相应的谐振频率；其中，N为所述DC/DC变换模块的数量。
[0028]本专利技术第二方面提供了一种IPOP型变换器，包括：控制器和受控于所述控制器的至少两个DC/DC变换模块；
[0029]各所述DC/DC变换模块的输入端并联连接，各所述DC/DC变换模块的输出端并联连接；
[0030]各所述DC/DC变换模块均包括Boost电路及位于所述Boost电路后级的LLC电路；
[0031]所述控制器用于执行如上述第一方面任一段落所述的IPOP型变换器的控制方法。
[0032]可选的，各路所述Boost电路的PWM信号，分别包括：对各所述Boost电路中主开关管的第一PWM信号；或者，
[0033]各路所述Boost电路中均包括同步整流管，则各路所述Boost电路的PWM信号，分别包括：对各所述Boost电路中主开关管的所述第一PWM信号，以及，对各所述同步整流管的第二PWM信号；各路所述Boost电路中，所述第一PWM信号与所述第二PWM信号互补。
[0034]可选的，各路所述LLC电路的副边电路为：基于同步整流管构成的整流桥，或者，基于二极管构成的整流桥。
[0035]本专利技术提供的IPOP型变换器的控制方法，其对各DC/DC变换模块中的LLC电路，仍然分别采用开环定频控制；但其对于各DC/DC变换模块中的Boost电路，分别以IPOP型变换器的输出参数、任一路Boost电路的输出电压以及各路Boost电路的电感电流，作为反馈量，进行三环定频控制；相对于现有技术中的单环控制，其增加了控制变量，提高了响应速度、抗干扰能力以及鲁棒性。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0037]图1为现有技术提供的IPOP型变换器的控制模块对其进行单环控制的结构示意图；
[0038]图2为本专利技术实施例提供的IPOP型变换器的电路图；
[0039]图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IPOP型变换器的控制方法，其特征在于，所述IPOP型变换器包括至少两个输入输出分别并联连接的DC/DC变换模块，各所述DC/DC变换模块均包括Boost电路及位于所述Boost电路后级的LLC电路；所述控制方法包括：分别以所述IPOP型变换器的输出参数、任一路所述Boost电路的输出电压以及各路所述Boost电路的电感电流，作为反馈量，对各路所述Boost电路进行三环定频控制；分别对各路所述LLC电路采用开环定频控制。2.根据权利要求1所述的IPOP型变换器的控制方法，其特征在于，对各路所述Boost电路进行三环定频控制时的各个控制环，分别为：处于最外侧的输出参数控制环；处于中间位置的Boost输出电压控制环；以及，处于最内侧的各个电感电流控制环。3.根据权利要求2所述的IPOP型变换器的控制方法，其特征在于，分别以所述IPOP型变换器的输出参数、任一路所述Boost电路的输出电压以及各路所述Boost电路的电感电流，作为反馈量，对各路所述Boost电路进行三环定频控制，包括：以所述IPOP型变换器的输出参数作为所述输出参数控制环的负反馈量，对其与输出参数给定值之间的差值进行PI调节，得到所述Boost输出电压控制环的电压给定值；以任一路所述Boost电路的输出电压作为所述Boost输出电压控制环的负反馈量，对其与所述电压给定值之间的差值进行PI调节，得到各个所述电感电流控制环的电感电流给定值；以各路所述Boost电路的电感电流作为各对应所述电感电流控制环的负反馈量，分别对其与所述电感电流给定值之间的差值进行PI调节，得到各路所述Boost电路的占空比；分别根据各所述占空比及各路所述Boost电路对应的载波，生成各路所述Boost电路的脉冲宽度调制PWM信号。4.根据权利要求3所述的IPOP型变换器的控制方法，其特征在于，各所述载波相差一个360/N的移相角度；其中，N为所述DC/DC变换模块的数量。5.根据权利要求3所述的IPOP型变换器的控制方法，其特征在于，在得到所述Boost输出电压控制环的电压给定值之前，还包括：对PI调节结果进行限幅。6.根据权利要求3所述的IPOP型变换器的控制方法，其特征在于，在得到各个所述电感电流控制环的电感电流给定值之前，还包括：对PI调节结果进行限...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘岱栋，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：