【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于智能化供电设备控制，具体涉及一种宽输入双路冗余高可靠升降压电路的混合控制方法。
技术介绍
1、随着科技的发展和工业自动化的推进，制造业对电力供应的稳定性和连续性的要求越来越高。在制造业中，直流供电装置可以应用于各种领域，如生产线、机器人、自动化设备等，它能够提供稳定的电力支持，确保生产过程的顺利进行，提高生产效率和质量；这些智能化供电设备需要供电电路进行更加精确和稳定的控制，以实现可靠的运行，电路工作模式的平滑切换以及多模块之间的相互配合工作可以增加功率器件的可靠性和稳定性，同时也可以满足不同负载的应用需求。
2、目前业内主流升降压电路的控制方法涉及恒压、恒流和恒功率等多种工作模式，文献[任喜国,杨承志.超级电容直流电源的研究[j].科学技术与工程,2013,13(19):5642-5648]提出了一种基于恒流充电和恒压充电的充电电路及其控制方法，但只适用于小功率，并且采用稳压输出电源，恒压模式充电效率低并且能量利用率不高。文献[沈承舒,陈小江.超级电容无线恒功率充电系统中充电电路的设计[j].电子世界,2020(16):159-162]采用恒功率充电对超级电容进行充电，但是初始工作时超级电容电压较小，充电电路较大，不利于充电电路安全稳定工作。文献[邢增强,崔文朋,刘瑞等.基于超级电容的太阳能电源管理系统[j].电力电子技术,2021,55(02):101-104]利用了升压电路和降压电路，在恒流充电和恒压充电的基础上增加了充电电路的工作范围。文献[王栋.无线传感器网络的太阳能电源管理系统研究[d].武
3、在上述现有文献中，多种工作模式的复用可以有效提高电路运行性能，但很少有设计各种模式之间平滑切换的可靠性问题，并且上述文献中主要为单模块充电电路且功率较小，因此研究多冗余大功率的充电电路及其模块切换的可靠性也是有一定意义的。
技术实现思路
1、鉴于上述，本专利技术提供了一种宽输入双路冗余高可靠升降压电路的混合控制方法，可以降低电压/电流突变对半导体器件的应力冲击，增强宽范围多冗余输出的升降压混合电路在不同应用场合中的适应能力。
2、一种宽输入双路冗余高可靠升降压电路的混合控制方法，所述升降压电路包括三相不控整流桥和非反相的buck-boost变换器，其中三相不控整流桥用于将电网的交流电转换为直流电，buck-boost变换器用于对直流电进行升降压处理后输出给后级储能系统(包括但不限于超级电容、储能电池等)，其输出为多模式宽范围的直流电压、直流电流或恒定功率；所述混合控制方法包括如下步骤：
3、(1)检测储能系统的储能电压以及buck-boost变换器的工作模块数，并以此对充电电流及充电模式进行初始化设置；
4、(2)根据储能电压控制buck-boost变换器进入相应的工作模式；
5、(3)进入充电循环，每一次采样周期后重新判断当前系统的储能电压以及变换器的工作模块数，当工作模式或工作模块需要进行切换时，通过相应控制策略进行平滑切换。
6、进一步地，所述步骤(1)中的初始化设置方式如下：
7、当0＜储能电压＜vcharge1，若变换器单模块工作时，设置模块的初始电流参考值为icharge1；若变换器双模块工作时，设置两个模块的初始电流参考值为icharge1/2；
8、当vcharge1≤储能电压＜vcharge2，若变换器单模块工作时，设置模块的初始电流参考值＝设定的恒功率/储能电压；若变换器双模块工作时，设置两个模块的初始电流参考值＝设定的恒功率/两倍储能电压；
9、当vcharge2≤储能电压＜vcharge3，若变换器单模块工作时，调节模块的占空比；若变换器双模块工作时，调节两个模块各自的占空比；
10、其中：icharge1为恒流工作模式的充电电流，vcharge1为恒流工作模式的充电电压最大值，vcharge2为恒功率工作模式的充电电压最大值，vcharge3为恒压工作模式的充电电压最大值，且vcharge1＜vcharge2＜vcharge3。
11、进一步地，所述buck-boost变换器具有三种稳定工作模式和三种缓冲工作模式，三种稳定工作模式分别为恒流工作模式、恒功率工作模式以及恒压工作模式，三种缓冲工作模式分别为限流变化模式、限功率变化模式以及限压变化模式，以适用于不同应用场合。
12、进一步地，所述步骤(2)中控制buck-boost变换器进入相应工作模式的具体标准如下：
13、当0＜储能电压＜vcharge1，若模块的电流参考值在切换工作状态时跳变较大，则控制变换器进入限流变化模式；若模块的电流参考值变化逐渐稳定，则控制变换器进入恒流工作模式；
14、当vcharge1≤储能电压＜vcharge2，若模块的电流参考值在切换工作状态时跳变较大，则控制变换器进入限功率变化模式；若模块的电流参考值变化逐渐稳定，则控制变换器进入恒功率工作模式；
15、当vcharge2≤储能电压＜vcharge3，若模块的电流参考值在切换工作状态时跳变较大，则控制变换器进入限压变化模式；当若模块的电流参考值变化逐渐稳定，则控制变换器进入恒压工作模式；
16、当储能电压≥vcharge3，则发出系统过压警报并闭锁变换器的开关控制信号；其中：vcharge1为恒流工作模式的充电电压最大值，vcharge2为恒功率工作模式的充电电压最大值，vcharge3为恒压工作模式的充电电压最大值，且vcharge1＜vcharge2＜vcharge3。
17、进一步地，所述步骤(3)中工作模块切换分以下三种情况：
18、①人为手动切换：当人为手动切换单/双模块后，在进入下一个采样周期判断到工作模块数目发生改变，则重新对模块的电流参考值进行设置，进而通过平滑的pi控制直至模块电流保持稳定；
19、②功率器件过温：当检测到功率器件温度超过设定阈值，判断变换器是否工作在单模块运行状态，若是，则将其工作模式切换为双模块运行，并重新对两个模块的电流参考值进行设置以及平滑控制；
20、③单模块功率器件损坏：当检测到变换器某一模块的功率器件损坏时，则使用另一模块进行补偿，检测故障之前储能装置的充电电流参考值，将其设置作为健全模块的电流参考值，并闭锁故障模块的开关控制信号。
21、进一步地，所述步骤(3)中工作模式切换所采用的控制策略如下：
22、缓冲工作模式之间可直接进行切换，任一稳定工作模式可直接切换至任一缓冲工作模式；
23、若当前工作模式为某一种稳定工作模式a，目标工作模式为另一种稳定工作模式情况b，在进行切换时需将当前工作模式先切换至稳定工作模式b所对应的缓冲工作模本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种宽输入双路冗余高可靠升降压电路的混合控制方法，所述升降压电路包括三相不控整流桥和非反相的Buck-Boost变换器，其中三相不控整流桥用于将电网的交流电转换为直流电，Buck-Boost变换器用于对直流电进行升降压处理后输出给后级储能系统，其输出为多模式宽范围的直流电压、直流电流或恒定功率；其特征在于，所述混合控制方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的混合控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中的初始化设置方式如下：
3.根据权利要求1所述的混合控制方法，其特征在于：所述Buck-Boost变换器具有三种稳定工作模式和三种缓冲工作模式，三种稳定工作模式分别为恒流工作模式、恒功率工作模式以及恒压工作模式，三种缓冲工作模式分别为限流变化模式、限功率变化模式以及限压变化模式，以适用于不同应用场合。
4.根据权利要求3所述的混合控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中控制Buck-Boost变换器进入相应工作模式的具体标准如下：
5.根据权利要求1所述的混合控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中工作模块切换分以下三种情况：
...【技术特征摘要】
1.一种宽输入双路冗余高可靠升降压电路的混合控制方法，所述升降压电路包括三相不控整流桥和非反相的buck-boost变换器，其中三相不控整流桥用于将电网的交流电转换为直流电，buck-boost变换器用于对直流电进行升降压处理后输出给后级储能系统，其输出为多模式宽范围的直流电压、直流电流或恒定功率；其特征在于，所述混合控制方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的混合控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中的初始化设置方式如下：
3.根据权利要求1所述的混合控制方法，其特征在于：所述buck-boost变换器具有三种稳定工作模式和三种缓冲工作模式，三种稳定工作模式分别为恒流工作模式、恒功率工作模式以及恒压工作模式，三种缓冲工作模式分别为限流变化模式、限功率变化模式以及限压变化模式，以适用于不同应用场合。
4.根据权利要求3所述的混合控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中控制buck-boost变换器进入相应工作模式的具体标准如下：
5.根据权利要求1所述的混合控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中工作模块切换...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国柱，郭肇霖，郭潇，骆伟国，王奇钢，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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。