一种主从均流控制方法技术

本发明专利技术涉及电源模块控制技术领域，具体公开了一种主从均流控制方法，包括如下内容：S1、主模块分别对执行器的电流和电压进行采样；S2、主模块根据当前的功率给定、电压采样值，电流给定与模块总数量的商、电流采样值，电压给定和采样电压值分别得到第一输出值、第二输出值和第三输出值；S3、主模块确定最小值，通过最小值控制执行器；S4、主模块将输出的最小值和电流采样值传送至从模块；S5、从模块对执行器的电流进行采样；S6、从模块根据偏差给定值和反馈值，通过偏差控制环得到第四输出值；S7、从模块根据第四输出值和最小值控制执行器。采用本发明专利技术的技术方案能够减少充电桩电源模块的控制误差，提高系统稳定性，提高系统动态响应速度。速度。速度。

【技术实现步骤摘要】
一种主从均流控制方法


[0001]本专利技术涉及电源模块控制
，特别涉及一种主从均流控制方法。

技术介绍

[0002]大功率充电桩电源模块的多相均流方法是一种通过多个电源模块共同协作来平衡电流负载的方法。这种方法可以使充电桩电源模块的负载能够更加均衡，从而提高整个充电桩的效率和可靠性。多相均流方法通常采用主从控制的方式。其中，一个电源模块被指定为主模块，其他模块则被指定为从模块。主模块负责监控整个充电桩的电流状态，并根据需要向从模块发送控制信号，调整每个模块的输出电流。
[0003]主从控制包括恒压模式、恒功率模式以及恒流模式；在恒压或者恒功率模式下，主模块工作在恒压模式，如图1所示，从模块工作在恒流模式，从模块的恒流工作环路PI给定值来自主模块的当前电流采样。
[0004]但是，现有的主从控制存在如下缺陷：
[0005]1，从模块环路给定值来自主模块电流采样值。在环路控制中，存在：电流采样值本身存在采样误差、主模块本身环路稳定性带来误差以及从模块电流采样值本身存在采样误差，综合误差的引入，导致从模块的控制环路参数整定比较困难。
[0006]2，系统整体稳定性等同于多个模块的各自环路稳定性非线性叠加。虽可以通过交错控制方式优化稳定性，但各自模块环路本身的稳定性影响仍然较大。
[0007]3，从模块需等主模块环路稳定后，才开环路调节，系统整体响应时间慢。
[0008]为此，需要一种减少误差，提高系统稳定性和响应时间的主从均流控制方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术提供了一种主从均流控制方法，能够减少误差，提高系统稳定性和响应时间。
[0010]为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
[0011]一种主从均流控制方法，包括如下内容：
[0012]S1、主模块分别对执行器的电流和电压进行采样；
[0013]S2、主模块根据当前的功率给定和电压采样值，通过功率控制环得到第一输出值；根据当前电流给定与模块总数量的商，以及电流采样值，通过电流控制环得到第二输出值；根据当前电压给定和采样电压值，通过电压控制环得到第三输出值；
[0014]S3、主模块确定第一输出值、第二输出值和第三输出值中的最小值，通过最小值控制执行器；
[0015]S4、主模块将输出的最小值和电流采样值传送至从模块；
[0016]S5、主模块、从模块电流分别单独采样时，从模块对执行器的电流进行采样；将电流采样值发送至其他模块；
[0017]S6、从模块根据偏差给定值和反馈值，通过偏差控制环得到第四输出值，其中反馈
值为主模块电流采样值与从模块电流采样值之差；
[0018]S7、从模块根据第四输出值和最小值控制执行器，其中偏差控制环输出的第四输出值与系统最大输出值的占比满足预设要求。
[0019]进一步，所述步骤S5中，当存在一个主模块、一个从模块的情况时，从模块对执行器的电流进行采样，主模块对总电流采样；
[0020]步骤S6中，从模块根据偏差给定值和反馈值，通过偏差控制环得到第四输出值，其中反馈值为总电流减去从模块电流采样值。
[0021]进一步，步骤S1中，功率控制环、电流控制环和电压控制环采用PI、2P2Z或3P3Z控制方式，
[0022]步骤S6中，偏差控制环采用PI、2P2Z或3P3Z控制方式。
[0023]进一步，所述步骤S2中；功率给定范围为0
‑
40kW，电流给定范围为0
‑
150A，电压给定范围为0
‑
1000V。
[0024]进一步，所述步骤S2中，功率控制环、电流控制环和电压控制环采用PI控制方式，其微分方程为：
[0025][0026]其中，e(t)为控制的输入，e(t)＝n(t)
‑
y(t),n(t)为给定值，y(t)为采样值；u(t)为输出值，K
p
为比例系数，T
i
为积分时间常数，T
d
为微分时间常数。
[0027]进一步，所述步骤S6中，偏差控制环采用2P2Z控制方式，传递函数为：
[0028][0029]其中，d(s)为偏差控制环得到的第四输出值，k
i
为偏差控制环积分项，k
p
为偏差控制环比例项，τ
z
控制器附加零点，τ
LPF
为控制器附加极点，s为复频率，e
i
(s)为偏差项，d
FF
(s)为占空比跟随项。
[0030]进一步，所述步骤S1中，执行器为功率半导体器件。
[0031]进一步，所述步骤S6中，偏差给定值为0。
[0032]进一步，所述步骤S4中，通过通信或模拟量的方式进行传送输出的最小值和电流采样值。
[0033]进一步，所述预设要求为
±
10％。
[0034]本方案的控制方法无需区分主模块工作模式，无论主模块工作在恒压、恒流或恒功率模式，从模块始终工作在偏差跟踪控制模式。偏差控制采用PI控制环，从模块输出占空比＝主模块占空比(跟踪)+偏差控制环输出。通过偏差控制环路，使从模块和主模块的电流输出保持一致，达到均流效果。
附图说明
[0035]图1为现有主从均流算法中从模块控制的示意图；
[0036]图2为实施例一中主模块控制的逻辑框图；
[0037]图3为实施例一中从模块控制的逻辑框图；
[0038]图4为实施例二中从模块控制的逻辑框图。
具体实施方式
[0039]下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0040]实施例一
[0041]本实施例的一种主从均流控制方法，包括如下内容：
[0042]如图3所示，S1、主模块分别对执行器的电流和电压进行采样；执行器为MOSFET或IGBT等功率半导体器件，本实施例中为MOSFET；
[0043]S2、根据当前的功率给定和电压采样值，通过功率控制环得到第一输出值；根据当前电流给定与模块总数量的商，以及电流采样值，通过电流控制环得到第二输出值；根据当前电压给定和采样电压值，通过电压控制环得到第三输出值；本实施例中，功率给定范围为0
‑
40kW，电流给定范围为0
‑
150A，电压给定范围为0
‑
1000V；
[0044]功率控制环、电流控制环和电压控制环采用PI、2P2Z或3P3Z控制方式，以PI控制方式为例，其微分方程为：
[0045][0046]其中，e(t)为控制的输入，即偏差：e(t)＝n(t)
‑
y(t),n(t)为给定值，y(t)为采样值；u(t)为控制的输出，即输出值，K
p
为比例系数，T
i
为积分时间常数，T
d
为微分时间常数；
[0047]S3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主从均流控制方法，其特征在于，包括如下内容：S1、主模块分别对执行器的电流和电压进行采样；S2、主模块根据当前的功率给定和电压采样值，通过功率控制环得到第一输出值；根据当前电流给定与模块总数量的商，以及电流采样值，通过电流控制环得到第二输出值；根据当前电压给定和采样电压值，通过电压控制环得到第三输出值；S3、主模块确定第一输出值、第二输出值和第三输出值中的最小值，通过最小值控制执行器；S4、主模块将输出的最小值和电流采样值传送至从模块；S5、主模块、从模块电流分别单独采样时，从模块对执行器的电流进行采样；将电流采样值发送至其他模块；S6、从模块根据偏差给定值和反馈值，通过偏差控制环得到第四输出值，其中反馈值为主模块电流采样值与从模块电流采样值之差；S7、从模块根据第四输出值和最小值控制执行器，其中偏差控制环输出的第四输出值与系统最大输出值的占比满足预设要求。2.根据权利要求1所述的主从均流控制方法，其特征在于：所述步骤S5中，当存在一个主模块、一个从模块的情况时，从模块对执行器的电流进行采样，主模块对总电流采样；步骤S6中，从模块根据偏差给定值和反馈值，通过偏差控制环得到第四输出值，其中反馈值为总电流减去从模块电流采样值。3.根据权利要求1所述的主从均流控制方法，其特征在于：步骤S1中，功率控制环、电流控制环和电压控制环采用PI、2P2Z或3P3Z控制方式，步骤S6中，偏差控制环采用PI、2P2Z或3P3Z控制方式。4.根据权利要求1所述的主从均流控制方法，其特征在于：所述步骤S2中；功率给定范围为0
‑
40kW，电流给定范围为0
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：陈显平，
申请(专利权)人：重庆平创半导体研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：