【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及功率傳輸控制，尤其涉及一種應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法。
技術(shù)介紹
1、目前，級聯(lián)多電平變換器在高壓、大功率以及電機驅(qū)動等相關(guān)領(lǐng)域得到了較好的發(fā)展。隨著級聯(lián)模塊的增加，若各模塊電壓不平衡會導(dǎo)致某些模塊承受過高的電壓應(yīng)力,進而導(dǎo)致效率下降、設(shè)備過熱甚至損壞，因此一般采用均壓策略控制調(diào)節(jié)各模塊電壓進而使各模塊電壓維持在一個均衡的狀態(tài)。在混合級聯(lián)變換器中，如何利用均壓邊界使隔離模塊達到功率傳輸最小，以減小高頻變壓器的體積，并提升效率，是目前亟需解決的技術(shù)問題。面對該問題，行業(yè)內(nèi)現(xiàn)階段主要解決方法為：不調(diào)整隔離模塊功率，僅利用功率傳輸差異對各模塊直流電壓進行均壓控制，即通過調(diào)整非隔離模塊的功率輸出，改變整個變換器系統(tǒng)的功率流，從而影響各模塊的直流電壓。例如，如果某個模塊的電壓高于其他模塊，可以減少該模塊的功率輸出，使得其電壓降低。該方法不控制隔離模塊的傳輸功率，導(dǎo)致dc-dc變換器的高頻變壓器在設(shè)計容量時按系統(tǒng)最大傳輸功率設(shè)計，這極大的增加了變壓器的體積，同時較大功率傳輸工作時，dc-dc變換器的損耗也將變大，降低了系統(tǒng)的效率。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法。
2、本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：
3、計算系統(tǒng)的均
4、根據(jù)均壓邊界獲取隔離模塊與非隔離模塊的功率比值，得到隔離模塊的最小傳輸功率；
5、將隔離模塊的最小傳輸功率引入至dc-dc變換器控制策略中進而改變功率傳輸大小。
6、在一示例中，重載模塊的端口電平始終為2e，輕載端口電平為(6m*sinωt-4)e，不平衡負載與輸入電流的關(guān)系為：
7、
8、其中，is表示系統(tǒng)輸入交流直流；ω表示角頻率；t表示時間；m表示調(diào)制度；e表示最小電壓變化單位；r1為重載模塊負載的直流側(cè)等效阻值，r2為輕載模塊的等效負載。
9、在一示例中，輸入輸出功率關(guān)系為：
10、vsis/2＝2e2(1/r2+2/r1)；
11、其中，vs表示輸入交流電壓；is表示系統(tǒng)輸入交流直流；e表示最小電壓變化單位；r1為重載模塊負載的直流側(cè)等效阻值，r2為輕載模塊的等效負載。
12、在一示例中，不平衡負載與調(diào)制度的關(guān)系為：
13、
14、其中，m表示調(diào)制度；vs表示輸入交流電壓；e表示最小電壓變化單位；r1為重載模塊負載的直流側(cè)等效阻值，r2為輕載模塊的等效負載。
15、在一示例中，所述比例因子k＝r2/r1，均壓邊界k表達式為：
16、
17、其中，m表示調(diào)制度。
18、在一示例中，所述隔離模塊的最小傳輸功率p*為：
19、p*＝(r2/(r2+2r1)*pin＝(k/(k+2))*pin)；
20、其中，r1為重載模塊負載的直流側(cè)等效阻值，r2為輕載模塊的等效負載；k＝r2/r1，為比例因子；pin為系統(tǒng)的當(dāng)前輸入功率。
21、在一示例中，將隔離模塊的最小傳輸功率引入至dc-dc變換器控制策略中，包括：
22、根據(jù)隔離模塊的最小傳輸功率、dc-dc變換器直流電壓計算給定占空比，進而得到實際占空比；
23、將實際占空比輸入調(diào)制模塊得到開關(guān)信號，基于開關(guān)信號對dc-dc變換器進行控制。
24、在一示例中，所述給定占空比的計算表達式為：
25、
26、其中，為dc-dc變換器中第一個變換器中開關(guān)器件的pwm給定占空比；為dc-dc變換器中第二個變換器中開關(guān)器件的pwm給定占空比；表示dc-dc變換器中變壓器原副邊之間的移相占空比；u1為dc-dc變換器原邊直流電壓；r為變換器電壓增益nu2/u1，n為dc-dc變換器變比，u2為dc-dc變換器副邊輸出直流電壓；l為dc-dc變換器的等效電感；ts表示開關(guān)周期。
27、在一示例中，計算給定占空比還包括：
28、根據(jù)最小傳輸功率、pi控制器產(chǎn)生的補償功率計算得到合成的給定功率；
29、根據(jù)合成的給定功率、dc-dc變換器直流電壓計算給定占空比。
30、在一示例中，所述給定占空比的計算表達式為：
31、
32、其中，為dc-dc變換器中第一個變換器中開關(guān)器件的pwm給定占空比；為dc-dc變換器中第二個變換器中開關(guān)器件的pwm給定占空比；表示dc-dc變換器中變壓器原副邊之間的移相占空比；u1為dc-dc變換器原邊直流電壓；r為變換器電壓增益nu2/u1，n為dc-dc變換器變比，u2為dc-dc變換器副邊輸出直流電壓；l為dc-dc變換器的等效電感；ts表示開關(guān)周期；δp*為補償功率。
33、需要進一步說明的是，上述各示例對應(yīng)的技術(shù)特征可以相互組合或替換構(gòu)成新的技術(shù)方案。
34、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)有益效果是：
35、本專利技術(shù)方法利用前級級聯(lián)變換器的均壓邊界，計算隔離模塊所能傳輸?shù)淖钚」β剩瑢⒏綦x模塊的最小傳輸功率引入至dc-dc變換器控制策略中，進而調(diào)整隔離模塊工作在最小功率傳輸，以此有效減小dc-dc變換器中高頻變壓器的體積，進而減小整個變換器系統(tǒng)的體積，同時提高系統(tǒng)的效率。
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1.一種應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，其特征在于，重載模塊的端口電平始終為2E，輕載端口電平為(6m*sinωt-4)E，不平衡負載與輸入電流的關(guān)系為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，其特征在于，輸入輸出功率關(guān)系為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，其特征在于，不平衡負載與調(diào)制度的關(guān)系為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，其特征在于，所述比例因子k＝R2/R1，均壓邊界k表達式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，其特征在于，所述隔離模塊的最小傳輸功率P*為：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，其特征在于，將
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，其特征在于，所述給定占空比的計算表達式為：
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，其特征在于，計算給定占空比還包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，其特征在于，所述給定占空比的計算表達式為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，其特征在于，重載模塊的端口電平始終為2e，輕載端口電平為(6m*sinωt-4)e，不平衡負載與輸入電流的關(guān)系為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，其特征在于，輸入輸出功率關(guān)系為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，其特征在于，不平衡負載與調(diào)制度的關(guān)系為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于隔離-非隔離混合變換器的隔離模塊最小功率傳輸方法，其特征在于，所述比例因子k＝r2/r1，均壓...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孟令輝，鄧健輝，舒澤亮，
申請(專利權(quán))人：四川航天烽火伺服控制技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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