本发明专利技术的输入串联输出并联组合变换器全负载输入均压的控制方法，主要是在组成输入串联输出并联的各拓扑模块控制端的驱动信号中包含有共用的输出电压调节器的输出信号ｖ↓［ｏ＿ＥＡ］和各模块输入均压调节器的输出信号ｖ↓［ｃｄ＿ＥＡｉ］的基础上，增设有相位差依次为π／ｎ的正弦波调制信号，共同作为各路新的误差信号与控制芯片内部锯齿波Ｖ↓［ＲＡＭＰｉ］相交截，得到并作为各拓扑模块开关管的驱动信号，从而控制各拓扑模块的开关管有序导通和关断。通过一定幅值相位差的正弦波的引入可以明显改善在空载或轻载时出现某台变换器失去占空比调节空间及其产生的问题，具有设计合理、能在全负载条件下实现均压均流的目的，是一种稳定性好和可靠性高的控制方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种输入串联输出并联组合变换器输入均压的控制方法，特别是 这种变换器在全负载范围内的输入均压的控制方法，属于直流电压变换领域。
技术介绍
随着现代电力电子技术的发展、高频开关器件的诞生，开关电源向着高频 化、集成化和模块化的方向发展。输入串联输出并联(以下简称ISOP)的组合变换器作为标准模块的串并联技术中的一种，具备标准模块化带来的开发周期 短、系统成本低等优点，近年来成为研究的热点,十分适用于工业生产、电力系 统应用中输入电压较高、输出功率较大的场合。21世纪以来，全球可再生能源不断发展，风能作为一种高效清洁的能源正 受到越来越多国家的重视，成为继石油、煤炭等石化原料之后的核心能源之一。 我国在大力发展风能并网研究的同时也支持非并网风电的研究，进而实现我国风 能应用的多元化发展，切实有效的缓解能源压力。非并网风电系统将风电直接应 用于电解铝、氯碱加工制氢、海水淡化等高耗能产业，大部分负载表现为直流负 载特性，因而可在负载侧直接采用DC-DC (即直流变直流)变换器，将输电线 上的高压直流变换为适合负载所需要的直流电压，从而简化了逆变变压和整流等 环节，相应的，高输入电压成为非并网风电系统中DC-DC变换器的主要设计难 点，而ISOP变换器因其自身的优点十分适合运用于该场合。ISOP变换器中各模块的输入是串联的，而输出是并联的，因此ISOP变换 器的模块必须选择隔离型拓扑结构，根据不同的输入输出条件和使用场合可以选 择全桥、半桥、正激和反激等隔离型直流变换器。由于该变换器中各模块的器件 参数，如高频变压器、导通占空比以及输入电容等器件参数不一致，将导致分压 电容不均压、输出不均流。若不采取有效措施，会使开关管承受的电压不一致， 系统可靠性降低而不能工作，甚至补烧毁。因此这种结构的关键技术是保证串联 的各变换器模块的输入电压相等，才能使输出均流和正常工作。R.Giri，R.Ayanar and N.Mohan,"Common duty ratio control of input series connected modular DC-DC converters with active input voltage and load current sharing,"in Proc.正EE.APEC,2003,pp.322-326针对ISOP变换器存在分压电容均压 和输出均流问题，提出两模块用一个完全相同的占空比信号可以实现均压均流， 因为占空比相等，输入电压的不平衡导致输入电压高的变换器抽取更大的电流， 从而达到输入电压的自动均衡。但采取该控制方案的前提是两模块没有占空比丢 失或者占空比丢失完全相等，而桥式变换器在变压器原边换流时存在占空比丢 失，由于两模块元器件的分散性，不能保证两模块占空比丢失相等。因此桥式拓 扑的组合变换器就不能用单个输出电压环来自动实现均压均流。 A.Bhinge,N.Moh叫R.Giri,R<Ayanar，"series parallel connection of DC-DC converter modules with active sharing of input voltage and load current,"in Proc.IEEE APEC ，2002，pp.648-653提出使用两个输入均压环实现模块分压电容电压均压和 输出的均流。但采取该控制方式，仍然无法实现ISOP组合变换器在空载或较轻 载条件下的输入均压输出均流。
技术实现思路
本专利技术的目的主要是针对上述已有的ISOP组合变换器无法在空载或较轻载条件下实现均压均流的缺点，给出一种在空载或轻载条件下也能实现均压均流而 正常工作的。本专利技术的，包括n 个拓扑模块组成输入串联输出并联的电路，各拓扑模块控制端的驱动信号为各路误差信号和锯齿波VRAMPi相交截而产生的信号，所述各路误差信号中包括1) 共用的输出电压调节器的输出信号V。一EA;2) 各模块输入均压调节器的输出信号Vcd—EAi; 所述各路误差信号中还包括3) 相位差依次为;r/"的正弦波调制信号，所述各路误差信号中的共用的输出电压调节器的输出信号V。一EA与各模块输 入均压调节器的输出信号Vcd—EAi相减后再依次叠加相位差为7T/"的正弦波调制 信号作为各路新的误差信号与控制芯片内部锯齿波VRAMPi相交截，得到各拓扑 模块开关管的驱动信号，从而控制各拓扑模块的开关管有序导通和关断。所述相位差依次为;r/"的正弦波调制信号是根据负载1。的大小，通过控制开关Sj的通断或调节正弦波幅值Aj来控制n路相位差为;r/n的正弦波调制信号 的引入与退出。所述拓扑模块为正攀或反激、半桥、全桥式隔离型拓扑结构的输入串联输出 并联的组合变换器。本专利技术的有益效果是通过一定幅值相位差的正弦波的引入可以明显改善 ISOP组合变换器在空载或较轻载条件下出现某台变换器失去占空比调节空间， 甚至退出并联，导致各模块输入分压电容两端电压不均，输出不均流，影响整个 变换器的稳定性与可靠性的问题。具有设计合理、能在全负载条件下实现均压均 流的目的，是一种稳定性好和可靠性高的控制方法。附图说明附图1是本专利技术所采用的隔离型直流变换器为拓扑模块的输入串联输出并 联组合变换器方框示意附图2是采用图1的输入串联输出并联组合变换器全负载输入均压的控制 方法的电路示意附图3是采用图2的方法应用于双管正激为拓扑的三模块输入串联输出并 联组合变换器的示意图，其中图3b是图3a的控制部分电路示意附图4是采用图2的方法应用于移相全桥变换器为拓扑的三模块输入串联 输出并联组合变换器的示意图，其中图4b是图4a的控制部分电路示意图。上述附图中的主要符号名称Vin表示输入的高压直流电源；Cdl~ Ccta是输入分压电容；Cf是输出滤波电容；Rw是负载；Vin/n是各模块输入电压基准；VccU Vcdn是各模块输入的采样电压;Ved—EA1~Vcd^A 是各模块输入均压调节器Gvcd 的输出信号；V。g是输出电压基准；V。f是输出采样电压；V。一ea是瑜出电压调节器Gvo的输出信号；A, sin / ~An sin(纽+^^;r)是正弦波调制信号； VRAMP广VRAMPn是控制芯片Compl~Compn内部自备的锯齿波信号；S广Sn是控制正弦波引入与退出的开关，1#~11#为11个拓扑模块。 具体实施例方式附图非限制性公开了本专利技术的几个具体实施例，结合附图对本专利技术作进一 步描述如下。参见附图1，是本专利技术所采用的隔离型直流变换器为拓扑模块的输入串联输出并联组合变换器方框图，图中的Vin表示输入的高压直流电源，采取如图所示的n个模块的ISOP组合变换器即可将输入的高压直流电源变换为适合负载Rld 需要的直流电源，图中的Cdl~ Cdn是n个串联后连接在高压直流电源Vin两端的 分压电容，各分压电容两端的较低的电压即可分别为对应的1 n号拓扑模块提 供正常工作的工作电源，拓扑模块的输出电压可根据负载Rw需要进行调节，各 路拓扑模块的直流输出并联后即可为负载Rw提供稳定的大功率直流电压，图中 的Cf是输出滤波电容。当变换器工作在正常负载时，驱动拓扑模块控制端的触发信号中包括1)共用的输本文档来自技高网...
【技术保护点】
输入串联输出并联组合变换器全负载输入均压的控制方法，包括ｎ个拓扑模块组成输入串联输出并联的电路，各拓扑模块控制端的驱动信号为各路误差信号和锯齿波Ｖ↓［ＲＡＭＰ］相交截而产生的信号，所述各路误差信号中包括： １）共用的输出电压调节器的输出信号ｖ↓［ｏ＿ＥＡ］； ２）各模块输入均压调节器的输出信号ｖ↓［ｃｄ＿ＥＡｉ］； 其特征在于所述各路误差信号中还包括 ３）相位差依次为π／ｎ的正弦波调制信号， 所述各路误差信号中的共用的输出电压调节器的输出信号ｖ↓［ｏ＿ＥＡ］与各模块输入均压调节器的输出信号ｖ↓［ｃｄ＿ＥＡｉ］相减后再依次叠加相位差为π／ｎ的正弦波调制信号作为各路新的误差信号与控制芯片内部锯齿波Ｖ↓［ＲＡＭＰｉ］相交截，得到并作为各拓扑模块开关管的驱动信号，从而控制各拓扑模块的开关管有序导通和关断。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈乾宏，金吉，颜红，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。