一种交错并联Buck变换器的均流方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种交错并联Buck变换器的均流方法、装置及系统，该方法包括：获取BUCK变换器的给定电压、给定电流、输出总电压、各支路的并联总电感电流和支路电流测量值；根据总电感电流和并联支路数之商，确定各支路的平均电感电流；根据各支路的并联总电感电流、平均电感电流、给定电流以及支路电流测量值，确定各支路的支路均流参考电流；根据支路均流参考电流，确定电流环控制电压，并根据电流环控制电压、给定电压和输出总电压进行均流参数调节。本发明专利技术采用自适应控制，基于参与变换输出的有效的支路数进行自主均流，无主从模块之分，保证了均流的精确性和快速性。

【技术实现步骤摘要】
一种交错并联Buck变换器的均流方法、装置及系统
本专利技术涉及电力电子控制及动力与储能
，尤其涉及一种交错并联Buck变换器的均流方法、装置及系统。
技术介绍
在超级电容储能有轨电车充电领域，采用多支路交错并联是提高系统容量、提高可靠性和降低输出电压和电流纹波系数的最佳选择。然而多相交错并联系统中存在各相间电流不平衡的问题，导致模块间功率不均衡，输出侧谐波含量增加，使得器件发热，从而降低系统的可靠性与电能质量。因而，并联均流控制是电力电子变换器的关键技术之一，均流性能直接影响着个并联模块的寿命。目前并联均流措施主要有输出阻抗法、最大电流法、热应力均流法、主从均流法、平均电流法等均流措施。就平均电流法而言，有根据不同的系统而衍生出了各种不同的均流算法，但现有多种平均电流法仍存在一些弊端。一方面，缺乏均流的精确性，并联支路相差易造成电流采样误差，从而导致均流效果并不理想；另一方面，缺乏均流的快速性，现有多种平均电流法具有主从模块之分，自适应性不强，导致无法快速实现均流效果。综上，如何提出一种精确性高的快速均流方法是亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种交错并联Buck变换器的均流方法、装置及系统，用以解决现有技术中如何提出一种精确性高的快速均流方法是亟待解决的问题。本专利技术提供一种交错并联Buck变换器的均流方法，包括：获取BUCK变换器的给定电压、给定电流、输出总电压、各支路的并联总电感电流和支路电流测量值；根据总电感电流和并联支路数之商，确定各支路的平均电感电流，其中，所述总电感电流为各支路的所述并联总电感电流之和；根据各支路的所述并联总电感电流、所述平均电感电流、所述给定电流以及所述支路电流测量值，确定各支路的支路均流参考电流；根据所述支路均流参考电流，确定电流环控制电压，并根据所述电流环控制电压、所述给定电压和所述输出总电压进行均流参数调节。进一步地，所述根据各支路的所述并联总电感电流、所述平均电感电流、所述给定电流以及所述支路电流测量值，确定各支路的支路均流参考电流包括：根据各支路的所述并联总电感电流和所述平均电感电流的比例系数，确定均流环电流放大系数；根据所述给定电流、所述均流环电流放大系数、所述支路电流测量值以及所述平均电感电流，确定各支路的所述支路均流参考电流。进一步地，所述支路均流参考电流表示为：Irefj＝Iref+Kcur(Ij-IAV)其中，Irefj表示为第j个支路对应的所述支路均流参考电流，Iref表示所述给定电流，Kcur表示第j个支路对应的所述均流环电流放大系数，Ij表示第j个支路对应的所述支路电流测量值，IAV表示所述平均电感电流。进一步地，所述根据所述支路均流参考电流，确定电流环控制电压包括：根据各支路的所述支路均流参考电流和引入的比例因子的乘积，确定所述电流环控制电压。进一步地，所述根据所述电流环控制电压、所述给定电压和所述输出总电压进行均流参数调节包括：根据所述给定电压和所述输出总电压，确定经PID调节后的误差电压；根据所述电流环控制电压和所述误差电压对PID控制中P、I、D参数进行调节，确定满足均流指标的一组或几组最佳PID参数；将所述最佳PID参数确定为固有参数。进一步地，上述获取各支路的所述并联总电感电流包括：在各支路占空比为二分之一处，启动A/D跟踪采集各支路的所述并联总电感电流。本专利技术还提供一种交错并联Buck变换器的均流装置，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上所述的一种交错并联Buck变换器的均流方法。本专利技术还提供一种交错并联Buck变换器的均流系统，包括如上所述的均流装置、交错并联的Buck变换器以及多种电路传感器，其中，所述多种电路传感器用于采集所述Buck变换器的给定电压、给定电流、输出总电压、各支路的并联总电感电流和支路电流测量值。本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的交错并联Buck变换器的均流方法。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：通过采集输出总电压、给定电压，以便后续采用电压外环闭环控制；通过采用平均电流均流法，以总电感电流除以参与输出的支路数，获得平均电感电流，以平均电感电流为参考，调节各支路的控制参数，使其逼近平均电流值；进而，通过并联总电感电流、平均电感电流、给定电流以及支路电流测量值，确定支路均流参考电流；最后，在各支路的支路均流参考电流的基础上，对各交错并联支路分别控制，采用电流内环和电压外环闭环控制，实现自适应控制，基于参与变换输出的有效支路数自主均流。综上，本专利技术利用采用电流内环和电压外环闭环控制，采用自适应控制，基于参与变换输出的有效的支路数进行自主均流，无主从模块之分，保证了均流的精确性和快速性。附图说明图1为本专利技术提供的交错并联Buck变换器的均流方法的流程示意图；图2为本专利技术提供的均流控制系统框图；图3为本专利技术提供的确定支路均流参考电流的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的均流调节的流程示意图；图5为本专利技术提供的电路原理图；图6为本专利技术提供的均流前并联直流电感电流的示意图；图7为本专利技术提供的均流后并联直流电感电流的示意图；图8为本专利技术提供的交错并联Buck变换器的均流装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1本专利技术实施例提供了一种交错并联Buck变换器的均流方法，结合图1来看，图1为本专利技术提供的交错并联Buck变换器的均流方法的流程示意图，上述交错并联Buck变换器的均流方法包括步骤S1至步骤S4，其中：在步骤S1中，获取BUCK变换器的给定电压、给定电流、输出总电压、各支路的并联总电感电流和支路电流测量值；在步骤S2中，根据总电感电流和并联支路数之商，确定各支路的平均电感电流，其中，总电感电流为各支路的并联总电感电流之和；在步骤S3中，根据各支路的并联总电感电流、平均电感电流、给定电流以及支路电流测量值，确定各支路的支路均流参考电流；在步骤S4中，根据支路均流参考电流，确定电流环控制电压，并根据电流环控制电压、给定电压和输出总电压进行均流参数调节。在本专利技术实施例中，通过采集输出总电压、给定电压，以便后续采用电压外环闭环控制；通过采用平均电流均流法，以总电感电流除以参与输出的支路数，获得平均电感电流，以平均电感电流为参考，调节各支路的控制参数，使其逼近平均电流值；进而，通过并联总电感电流、平均电感电流、给定电流以及支路电流测量值，确定支路均流参考电流；最后，在各支路的支路均流参考电流的基础上，对各交错并联支路分别控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交错并联Buck变换器的均流方法，其特征在于，包括：/n获取Buck变换器的给定电压、给定电流、输出总电压、各支路的并联总电感电流和支路电流测量值；/n根据总电感电流和并联支路数之商，确定各支路的平均电感电流，其中，所述总电感电流为各支路的所述并联总电感电流之和；/n根据各支路的所述并联总电感电流、所述平均电感电流、所述给定电流以及所述支路电流测量值，确定各支路的支路均流参考电流；/n根据所述支路均流参考电流，确定电流环控制电压，并根据所述电流环控制电压、所述给定电压和所述输出总电压进行均流参数调节。/n

【技术特征摘要】
1.一种交错并联Buck变换器的均流方法，其特征在于，包括：
获取Buck变换器的给定电压、给定电流、输出总电压、各支路的并联总电感电流和支路电流测量值；
根据总电感电流和并联支路数之商，确定各支路的平均电感电流，其中，所述总电感电流为各支路的所述并联总电感电流之和；
根据各支路的所述并联总电感电流、所述平均电感电流、所述给定电流以及所述支路电流测量值，确定各支路的支路均流参考电流；
根据所述支路均流参考电流，确定电流环控制电压，并根据所述电流环控制电压、所述给定电压和所述输出总电压进行均流参数调节。


2.根据权利要求1所述的交错并联Buck变换器的均流方法，其特征在于，所述根据各支路的所述并联总电感电流、所述平均电感电流、所述给定电流以及所述支路电流测量值，确定各支路的支路均流参考电流包括：
根据各支路的所述并联总电感电流和所述平均电感电流的比例系数，确定均流环电流放大系数；
根据所述给定电流、所述均流环电流放大系数、所述支路电流测量值以及所述平均电感电流，确定各支路的所述支路均流参考电流。


3.根据权利要求2所述的交错并联Buck变换器的均流方法，其特征在于，所述支路均流参考电流表示为：
Irefj＝Iref+Kcur(Ij-IAV)
其中，Irefj表示为第j个支路对应的所述支路均流参考电流，Iref表示所述给定电流，Kcur表示第j个支路对应的所述均流环电流放大系数，Ij表示第j个支路对应的所述支路电流测量值，IAV表示所述平均电感电流。


4.根据权利要求3所述的交错并联Buck变换器的均流方法，其特征在于，所述根...

【专利技术属性】
技术研发人员：方伟，张光平，何贤伟，毛征，汪文杰，王俊峰，熊丽，
申请(专利权)人：武汉中直电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42