基于模型预测的DAB变换器无电流传感器控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于模型预测的DAB变换器无电流传感器控制方法，参考电压V

【技术实现步骤摘要】
基于模型预测的DAB变换器无电流传感器控制方法


[0001]本专利技术属于电力电子变换器控制
，涉及一种基于模型预测的DAB变换器无电流传感器控制方法。

技术介绍

[0002]DAB变换器具有开关器件电压电流应力小、结构对称、易于实现ZVS等优点，适用于中大功率直流电源变换场合。
[0003]相较于电压控制，电压、电流双环控制的DAB变换器具有更高的动态响应性能。此外，电流控制的加入能够支持变换器工作在限流模式下。
[0004]然而，电流控制需要添加更多的传感器和采样电路，提高了系统复杂程度和成本。因此，本专利技术公开了一种不需要电流传感器的基于模型预测的DAB电压电、流控双环制方法，对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

技术实现思路

[0005]要解决的技术问题
[0006]为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种基于模型预测的DAB变换器无电流传感器控制方法。
[0007]技术方案
[0008]一种基于模型预测的DAB变换器无电流传感器控制方法，其特征在于步骤如下：
[0009]步骤1：将输出电压给定值V
ref
与输出电压采样值V
out
做差得到电压误差值，再经过电压补偿器G
v
，得到电流内环的给定值I
ref
；
[0010]步骤2、预测负载电流I
o(pre)
：
[0011]1、采样DAB变换器的输入电压V
in<br/>和输出电压V
out
，结合当前开关周期的移相角p
k
计算出电感电流在当前开关周期中的转折点分别为：
[0012][0013][0014][0015]其中：i
L
(t)为电感电流在t时刻的值，t0为当前开关周期起始时刻，t1，t2，t3分别为
电感电流第1、第2、第3个转折时刻，t4为当前开关周期终止时刻，T
s
为开关周期，V
in
为变换器的输入电压，V
out
为变换器的输出电压，n为变压器匝比，L为电感值；
[0016]2、根据变压器匝比n，计算得到变压器副边电流波形i
sec
＝ni
L
；
[0017]3、将副边电流i
sec
进行半周期极性反转，得到流出副边H桥的电流i
H
；
[0018]4、对流出副边整流桥的电流i
H
进行平均值计算，得到负载电流预测结果I
o(pre)
；
[0019]步骤3：将电流内环给定值I
ref
与负载电流预测值I
o(pre)
做差得到电流的误差值，将误差值通过电流补偿器G
c
，得到下一开关周期的移相控制信号p
k+1
；
[0020]步骤4：根据移相控制信号p
k+1
，生成相位差为p
k+1
T
s
的方波信号，分别驱动原、副边H桥，下一周期重复上述过程，实现对DAB变换器的控制。
[0021]所述电压补偿器G
v
以PI替换。
[0022]所述电流补偿器G
C
以PI替换。
[0023]有益效果
[0024]本专利技术提出的一种基于模型预测的DAB变换器无电流传感器控制方法，参考电压V
ref
和输出电压V
out
经过电压补偿器G
V
得到电流参考值I
ref
；数字控制器获取变换器的输入电压V
in
和输出电压V
out
，结合电流补偿器G
C
输出的移相角p
k
，使用负载电流预测模型实现对负载电流的预测，并将负载电流预测结果I
o(pre)
作为电流补偿器G
C
的反馈值；电流参考值I
ref
和负载电流预测结果I
o(pre)
经过电流补偿器G
C
得到移相角p
k+1
。移相角p
k+1
通过PWM调制模块转换为驱动原副边开关管的开关信号，实现对变换器的控制。由此实现的电压、电流控制，只需要电压传感器，不需要电流传感器，能实现比电压控制更高的动态响应速度，并支持限流控制。
[0025]与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：本申请的控制方法实现了对输出电压和电流的控制，具有很好的动态响应性能。同时通过负载电流预测模型，实现对负载电流的预测，不需要额外的电流传感器，降低了系统复杂程度。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的DAB变换器拓扑图；
[0027]图2是本专利技术基于模型预测的DAB变换器无电流传感器控制方法的控制框图；
[0028]图3是本专利技术基于模型预测的DAB变换器无电流传感器控制方法的控制周期内的数字实现时序图。
具体实施方式
[0029]现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：
[0030]本提供一种基于模型预测的DAB变换器无电流传感器控制方法，以解决现有技术中电压电流控制系统需要额外传感器和采样电路，过于复杂的问题。
[0031]本申请的目的通过以下技术方案实现：
[0032]输出电压控制的实现方法包括：
[0033]获取DAB变换器的输出电压V
out
，并将其与输出电压参考值V
ref
进行比较，得到电压误差值，再经过电压补偿器G
V
，得到电流内环的给定值I
ref
。
[0034]负载电流的预测方法包括：
[0035][0036][0037][0038]其中，i
L
(t)为电感电流在t时刻的值，t0为当前开关周期起始时刻，t1，t2，t3分别为电感电流第1、第2、第3个转折时刻，t4为当前开关周期终止时刻，T
s
为开关周期，V
in
为变换器的输入电压，V
out
为变换器的输出电压，n为变压器匝比，L为电感值；
[0039]根据变压器匝比n，计算得到变压器副边电流波形i
sec
＝ni
L
；
[0040]将副边电流i
sec
进行半周期极性反转，得到流出副边H桥的电流i
H
；
[0041]对流出副边整流桥的电流i
H
进行平均值计算，得到负载电流预测结果I
o(pre)
；
[0042]在实施例中，公开了一种基于模型预测的DAB变换器无电流传感器控制方法：
[0043]图1是本专利技术所用拓扑的结构图，通过控制变压器原副边全桥间的移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模型预测的DAB变换器无电流传感器控制方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将输出电压给定值V
ref
与输出电压采样值V
out
做差得到电压误差值，再经过电压补偿器G
v
，得到电流内环的给定值T
ref
；步骤2、预测负载电流I
o(pre)
：1、采样DAB变换器的输入电压V
in
和输出电压V
out
，结合当前开关周期的移相角p
k
计算出电感电流在当前开关周期中的转折点分别为：电感电流在当前开关周期中的转折点分别为：电感电流在当前开关周期中的转折点分别为：其中：i
L
(t)为电感电流在t时刻的值，t0为当前开关周期起始时刻，t1,t2,t3分别为电感电流第1、第2、第3个转折时刻，t4为当前开关周期终止时刻，T
s
为开关周期，V
in
为变换器的输入电压，V
out
为变换器的输出电压，n为变压器匝比，L为电感值；2、根据变压器匝比n，计算得到变压器副边电流波形i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴旋律，涂文聪，姜宇，杨卫平，
申请(专利权)人：陕西航空电气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：