交错并联DCDC变换器、控制方法、燃料电池电流注入方法技术

本发明专利技术提供一种交错并联DCDC变换器及其控制方法，属于交流电流注入技术领域。所述DCDC变换器包括：所述变换器包括多路DCDC线路和控制器，其中，每路DCDC线路包括电感器、上桥臂功率管以及下桥臂功率管、电流传感器；电感器的一端用于与电源的正极连接，电感器的另一端与上桥臂功率管的一端连接，每个DCDC线路的上桥臂功率管的另一端相互连接，用于输出正相电压，下桥臂功率管的一端与上桥臂功率管的一端连接，每个DCDC线路的下桥臂功率管的另一端相互连接，用于与电源的负极连接，电流传感器与上桥臂功率管的另一端连接，控制器与每个上桥臂功率管和下桥臂功率管的控制端、每个电感器的另一端、电流传感器连接。电流传感器连接。电流传感器连接。

【技术实现步骤摘要】
交错并联DCDC变换器、控制方法、燃料电池电流注入方法


[0001]本专利技术涉及交流电流注入
，具体地涉及一种交错并联DCDC变换器及其控制方法。

技术介绍

[0002]在电池电堆和DC
‑
DC变换器系统中，DC
‑
DC变换器需要控制电堆输出的直流电流。同时，在电堆交流阻抗分析和检测的应用中，DC
‑
DC变换器还需要实现对电堆进行给定频率和幅值的交流电流注入功能。DC
‑
DC变换器的交流电流控制性能对于电堆交流阻抗分析和电堆系统稳定运行至关重要。
[0003]传统电池电堆的交流电流控制方法有：(a)基于单路DC
‑
DC变换器拓扑的交流电流控制，这种方法存在开关频率电流纹波大的问题；(b)基于多路并联DC
‑
DC变换器拓扑和PI算法的交流电流控制，这种方法的PI算法难以实现宽频率范围的交流电流精确控制；(c)基于多路并联DC
‑
DC变换器拓扑和单路PIR算法的交流电流控制，在实际运行中存在各路电流之间的耦合影响，使得单路PIR控制难以实现交流电流频率和幅值的精确控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种交错并联DCDC变换器及其控制方法，该交错并联DCDC变换器及其控制方法能够在实现交流电流频率和幅值的精准控制。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种交错并联DCDC变换器，所述变换器包括多路DCDC线路和控制器，其中，每路所述DCDC线路包括电感器、上桥臂功率管以及下桥臂功率管、电流传感器；
[0006]所述电感器的一端用于与电源的正极连接，所述电感器的另一端与所述上桥臂功率管的一端连接，每个所述DCDC线路的上桥臂功率管的另一端相互连接，用于输出正相电压，所述下桥臂功率管的一端与所述上桥臂功率管的一端连接，每个所述DCDC线路的下桥臂功率管的另一端相互连接，用于与所述电源的负极连接，所述电流传感器与所述上桥臂功率管的另一端连接，所述控制器与每个所述上桥臂功率管和下桥臂功率管的控制端、每个所述电感器的另一端、所述电流传感器连接，其中，相邻的两路DCDC线路的开关载波信号相位差为且n为DCDC线路的数量。
[0007]另一方面，本专利技术还提供一种交错并联DCDC变换器的控制方法，所述控制方法包括：
[0008]获取系统所需的电流指令；
[0009]根据所述电流指令确定直流分量和交流分量；
[0010]确定启动每路DCDC线路，以输出所述直流分量；
[0011]在随机的一路所述DCDC线路中输入所述交流分量，以输出所述交流分量。
[0012]可选地，所述控制方法进一步包括：
[0013]根据所述直流分量、所述电流传感器的采集电流的叠加电流或根据所述直流分量、所述交流分量、所述电流传感器的采集电流的叠加电流采用PIR控制方法生成第一开关指令；
[0014]根据所述第一开关指令采用PWM控制模型生成第二开关指令；
[0015]根据所述第二开关指令控制所述上桥臂功率管和下桥臂功率管。
[0016]可选地，其特征在于，所述PIR控制方法的传递函数为公式(1)，
[0017][0018]其中，G
PIR
为所述传递函数，k
p
、k
i
和k
r
分别为所述PIR控制方法的增益参数，s为拉普拉斯算子，ω
c
、ω0为所述PIR控制方法的频率。
[0019]可选地，所述控制方法进一步包括：
[0020]根据公式(2)和公式(3)更新所述传递函数，
[0021]ω0＝2πf
ac
， (2)
[0022]ω
c
＝2πk
c
f
ac
， (3)
[0023]其中，f
ac
为所述交流分量的频率，k
c
为R控制器的截止频率系数，且0.01<k
c
<0.1。
[0024]再一方面，本专利技术还提供一种燃料电池电流注入方法，所述注入方法包括：
[0025]预设并联交错的DCDC变换器，所述变换器包括多路DCDC线路和控制器，其中，每路所述DCDC线路包括电感器、上桥臂功率管以及下桥臂功率管、电流传感器，所述电感器的一端用于与电源的正极连接，所述电感器的另一端与所述上桥臂功率管的一端连接，每个所述DCDC线路的上桥臂功率管的另一端相互连接，用于输出正相电压，所述下桥臂功率管的一端与所述上桥臂功率管的一端连接，每个所述DCDC线路的下桥臂功率管的另一端相互连接，用于与所述电源的负极连接，所述电流传感器与所述上桥臂功率管的另一端连接，所述控制器与每个所述上桥臂功率管和下桥臂功率管的控制端、每个所述电感器的另一端、所述电流传感器连接，其中，相邻的两路DCDC线路的开关载波信号相位差为且n为DCDC线路的数量；
[0026]获取系统所需的电流指令；
[0027]根据所述电流指令确定直流分量和交流分量；
[0028]确定启动每路所述DCDC线路，以输出所述直流分量；
[0029]在至少一路所述DCDC线路中输入所述交流分量，以输出所述交流分量。
[0030]可选地，所述注入方法还包括：：
[0031]根据所述直流分量、所述电流传感器的采集电流的叠加电流或根据所述直流分量、所述交流分量、所述电流传感器的采集电流的叠加电流采用PIR控制方法生成第一开关指令；
[0032]根据所述第一开关指令采用PWM控制模型生成第二开关指令；
[0033]根据所述第二开关指令控制所述上桥臂功率管和下桥臂功率管。
[0034]可选地，所述PIR控制方法的传递函数为公式(1)，
[0035][0036]其中，G
PIR
为所述传递函数，k
p
、k
i
和k
r
分别为所述PIR控制方法的增益参数，s为所述直流分量、所述电流传感器的采集电流的叠加电流，ω
c
、ω0为所述PIR控制方法的频率。
[0037]可选地，所述控制器进一步用于：
[0038]根据公式(2)和公式(3)更新所述传递函数，
[0039]ω0＝2πf
ac
， (2)
[0040]ω
c
＝2πk
c
f
ac
， (3)
[0041]其中，f
ac
为所述交流分量的频率，k
c
为R控制器的截止频率系数，且0.01<k
c
<0.1。
[0042]再一方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有指令，所述指令用于被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交错并联DCDC变换器，其特征在于，所述变换器包括多路DCDC线路和控制器，其中，每路所述DCDC线路包括电感器、上桥臂功率管以及下桥臂功率管、电流传感器；所述电感器的一端用于与电源的正极连接，所述电感器的另一端与所述上桥臂功率管的一端连接，每个所述DCDC线路的上桥臂功率管的另一端相互连接，用于输出正相电压，所述下桥臂功率管的一端与所述上桥臂功率管的一端连接，每个所述DCDC线路的下桥臂功率管的另一端相互连接，用于与所述电源的负极连接，所述电流传感器与所述上桥臂功率管的另一端连接，所述控制器与每个所述上桥臂功率管和下桥臂功率管的控制端、每个所述电感器的另一端、所述电流传感器连接，其中，相邻的两路DCDC线路的开关载波信号相位差为且n为DCDC线路的数量；所述控制器用于：获取系统所需的电流指令；根据所述电流指令确定直流分量和交流分量；确定启动每路所述DCDC线路，以输出所述直流分量；在随机的一路所述DCDC线路中输入所述交流分量，以输出所述交流分量。2.一种交错并联DCDC变换器的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：获取系统所需的电流指令；根据所述电流指令确定直流分量和交流分量；确定启动每路DCDC线路，以输出所述直流分量；在随机的一路所述DCDC线路中输入所述交流分量，以输出所述交流分量。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法进一步包括：根据所述直流分量、所述电流传感器的采集电流的叠加电流或根据所述直流分量、所述交流分量、所述电流传感器的采集电流的叠加电流采用PIR控制方法生成第一开关指令；根据所述第一开关指令采用PWM控制模型生成第二开关指令；根据所述第二开关指令控制所述上桥臂功率管和下桥臂功率管。4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述PIR控制方法的传递函数为公式(1)，其中，G
PIR
为所述传递函数，k
p
、k
i
和k
r
分别为所述PIR控制方法的增益参数，s为拉普拉斯算子，ω
c
、ω0为所述PIR控制方法的频率。5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法进一步包括：根据公式(2)和公式(3)更新所述传递函数，ω0＝2πf
ac
，
ꢀꢀꢀ
(2)ω
c
＝2πk
c
f
ac
，
ꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，f
ac
为所述交流分量的频率，k
c
为R控制器的截止频率系数，且0.01<k
c
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【专利技术属性】
技术研发人员：许慧慧，刘昌金，齐旭升，
申请(专利权)人：致瞻科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：