【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電力電子，具體公開了一種交錯并聯buck變換器及其均流控制方法。
技術介紹
1、隨著各行各業對大功率、高精度、高效率電源的需求越來越旺盛，單個開關器件已經無法滿足大功率需求，因此通常采用多個開關器件并聯進行控制。多開關器件并聯減小了開關器件等效電阻，能提高電源效率，同時通過開關器件交錯導通能夠改善輸出電流電壓紋波，提高輸出電壓質量。
2、但在實際情況中交錯并聯變換器各相的阻抗有差異，會導致各相電流不平衡的問題，這可能造成器件內部環流，降低輸出側電壓質量，增加器件損耗，降低器件使用壽命。目前并聯均流主要措施包括串接均流電阻法、最大電流法、主從均流法以及非線性控制方法。但他們都有弊端，串接均流電阻法屬于開環控制，雖然成本低但是缺乏控制精度；最大電流法需要多個電流傳感器測量各相電流，增加了控制成本且體積較大；主從均流法精度高，但是當母線電流發生故障的時候，整個系統將變得不穩定；非線性控制方法雖然響應速度快，但是其變頻控制對濾波器要求較高，需要測量各相電流且其對寄生參數依賴嚴重，因此，專利技術人有鑒于此，提供了一種交錯并聯buck變換器及其均流控制方法，以便解決上述問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種交錯并聯buck變換器及其均流控制方法，以在不使用電流傳感器的情況下達到高精度均流控制，提高均流系統的可靠性，降低均流成本，減小控制系統體積。
2、為了達到上述目的，本專利技術的基礎方案提供一種交錯并聯buck變換器，包括：
3、
4、開關器件，包括成組設置的若干第一開關管和若干第二開關管，第一開關管和第二開關管相互串聯后再成組并聯在主電路上；
5、成組設置的若干支路電阻和若干支路電感，支路電阻和支路電感相互串聯后成組并聯在主電路的輸出端與第一開關管和第二開關管之間。
6、進一步，還包括：
7、輸入電容和輸出電容，分別并聯在主電路的電源端和輸出端且均串聯有寄生電阻；
8、等效負載，并聯在主電路的輸出端。
9、進一步，所述等效負載為滑動變阻器。
10、進一步，所述交錯并聯buck變換器為三相交錯并聯buck變換器，所述第一開關管和第二開關管、支路電阻和支路電感均為三組。
11、基于同一專利技術構思，本專利技術提供一種交錯并聯buck變換器均流控制方法，包括以下步驟：
12、步驟s1，獲取權利要求2至4任一所述的交錯并聯buck變換器給定輸入電壓、給定輸出電壓以及電力電子器件開關頻率，并獲取主電路的電源電壓和輸出電壓的測量值；
13、步驟s2，獲取給定輸入電壓每個采樣周期內的峰值，將相鄰的采樣峰值做差得到相鄰電壓峰值差；
14、步驟s3，將主電路的輸出電壓與給定輸出電壓的差值作電壓環，調節pid控制器使輸出為占空比；
15、步驟s4，將相鄰電壓峰值差輸入到pid控制器，調節pid控制器，將電壓環占空比分別與每一條并聯支路的pid控制器輸出的值相加，作為每一條并聯支路開關器件占空比；
16、步驟s5，將每一條并聯支路開關器件占空比與n相交錯的pwm波比較，生成開關器件導通關斷信號，從而使每一相電流趨于平均。
17、進一步，在所述步驟s2中，利用高頻脈沖序列，按周期對輸入電壓的信號進行采樣，并標記輸入電壓波形每一相的最大值，同時記錄周期中可采集最大值的并聯支路的數量。
18、進一步，所述交錯并聯buck變換器的輸入電流表達式為：
19、
20、式中，iin為輸入電流，ts為單位周期時間，n為周期中可采集最大值的并聯支路的數量，di為各并聯支路占空比，ii(t)為各并聯支路電流瞬時值；
21、交錯并聯buck變換器的輸出電壓vout表達式為：
22、vout＝divin-iiri
23、式中，vout為輸出電壓，ii為第i相支路平均電流，ri為第i相電阻，vin為輸入電壓；
24、在步驟s3中，保持輸入電壓vout和輸出電壓vin不變的情況下，調節各并聯支路占空比di使各相電流相等。
25、進一步，在所述步驟s2中，相鄰電壓峰值之差通過下式計算：
26、
27、式中，δvpi_(i+1)為電壓峰值差，δii_(i+1)為相間不平衡電流，c1為輸入電容，rres1為輸入電容的寄生電阻，vpi為i相電流最大值。
28、與現有技術相比，本專利技術的原理及效果在于：
29、本專利技術的交錯并聯buck變換器以及交錯并聯buck變換器均流控制方法僅在主電路的輸入端和輸出端使用2個電壓傳感器采用電壓環以及補償占空比控制，基于相鄰支路輸入電壓差值進行均流，受負載端擾動弱，無主從模塊之分，能實現快速精準均流。不僅適用于大功率多模塊組合式均流，還適用于多電源串聯輸出均流。并且本專利技術所需的裝置、設備以及硬件電路較少，簡單可靠，能有效減少設備體積，有效降低了設備控制成本，有利于系統輕量化設計，以及多電源串聯系統設計；而且本專利技術控制系統結構簡單，系統響應速度快、控制效果好、魯棒性強，利用輸入電壓的最大值之差計算出每相支路電流之差，用每相電流差值補償每相開關器件的占空比，減少系統環流，達到gb/t3797-1989均流要求。
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1.一種交錯并聯buck變換器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種交錯并聯buck變換器，其特征在于，還包括：
3.根據權利要求2所述的一種交錯并聯buck變換器，其特征在于，所述等效負載為滑動變阻器。
4.根據權利要求2或3所述的一種交錯并聯buck變換器，其特征在于，所述交錯并聯buck變換器為三相交錯并聯buck變換器，所述第一開關管和第二開關管、支路電阻和支路電感均為三組。
5.根據權利要求1所述的一種交錯并聯buck變換器均流控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的一種交錯并聯buck變換器均流控制方法，其特征在于，在所述步驟S2中，利用高頻脈沖序列，按周期對輸入電壓的信號進行采樣，并標記輸入電壓波形每一相的最大值，同時記錄周期中可采集最大值的并聯支路的數量。
7.根據權利要求6所述的一種交錯并聯buck變換器均流控制方法，其特征在于，所述交錯并聯buck變換器的輸入電流表達式為：
8.根據權利要求7所述的一種交錯并聯buck變換器均流控制方法，其特征
...【技術特征摘要】
1.一種交錯并聯buck變換器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種交錯并聯buck變換器，其特征在于，還包括：
3.根據權利要求2所述的一種交錯并聯buck變換器，其特征在于，所述等效負載為滑動變阻器。
4.根據權利要求2或3所述的一種交錯并聯buck變換器，其特征在于，所述交錯并聯buck變換器為三相交錯并聯buck變換器，所述第一開關管和第二開關管、支路電阻和支路電感均為三組。
5.根據權利要求1所述的一種交錯并聯buck變換器均流控制方法，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張文娟，于起濤，李承栩，劉錕，呂達飛，
申請(專利權)人：長沙學院，
類型：發明
國別省市：
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