基于扰动补偿的双有源桥DC-DC变换器离散单移相控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于扰动补偿的双有源桥DC

【技术实现步骤摘要】
基于扰动补偿的双有源桥DC
‑
DC变换器离散单移相控制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种基于扰动补偿的双有源桥DC
‑
DC变换器离散单移相控制方法。

技术介绍

[0002]双有源桥(dual active bridge,DAB)DC
‑
DC变换器由于其具有功率密度高、能量双向流动、易于实现软开关以及电气隔离等优点，在电动汽车、分布式电源、直流配电网等领域得到了广泛应用。目前双有源桥DC
‑
DC变换器的控制方式主要是移相控制，包括单移相(single
‑
phase
‑
shift,SPS)控制、双重移相(dual
‑
phase
‑
shift,DPS)控制、扩展移相(extended
‑
phase
‑
shift,EPS)控制和三重移相(triple
‑
phase
‑
shift,TPS)控制等，其中SPS控制仅有外移相比一个控制自由度，控制简单且易于实现。
[0003]在上述工程应用中，双有源桥DC
‑
DC变换器常作为可控电压源工作，动态响应速度慢会使扰动影响时间延长，从而影响系统的性能和稳定性。因此研究双有源桥DC
‑
DC变换器快速、鲁棒的动态性能至关重要。目前提升双有源桥DC
‑
DC变换器动态响应速度的控制方法主要包括负载电流前馈法和PI补偿网络设计法，两种方法虽然能在一定程度上有效提升双有源桥DC
‑
DC变换器的动态响应速度，但控制参数设计均较为复杂，因此研究能够同时改善双有源桥DC
‑
DC变换器的稳态性能与瞬态性能且控制参数设计简单的控制方法是至关重要的。

技术实现思路

[0004]为了提高双有源桥DC
‑
DC变换器的动态响应速度，本专利技术提出基于扰动补偿的双有源桥DC
‑
DC变换器离散单移相控制方法。通过对所述双有源桥DC
‑
DC变换器的输入电压、输出电压和输出电流进行采样，并根据输出电压参考值计算所述双有源桥DC
‑
DC变换器的开环移相比，并判断输出电压属于n级输出电压区间中的哪一级，选取对应的补偿移相比用于补偿开环移相比得到实际移相比，最后根据实际移相比产生相应的控制脉冲组作用于所述双有源桥DC
‑
DC变换器，从而实现对所述双有源桥DC
‑
DC变换器输出电压的调节。该控制系统不需要PI控制器，从而简化了控制系统的参数设计，增强了系统的稳定性；采用多级离散控制，加快了系统的动态响应速度。
[0005]本专利技术提出的一种基于扰动补偿的双有源桥DC
‑
DC变换器离散单移相控制方法的技术方案如下：
[0006]一种基于扰动补偿的双有源桥DC
‑
DC变换器离散单移相控制方法，所述双有源桥DC
‑
DC变换器包括变压器、以及分别连接在所述变压器原边和副边的原边H桥和副边H桥，所述原边H桥和副边H桥为全桥结构共包括8个开关管，所述双有源桥DC
‑
DC变换器的控制方法用于控制所述8个开关管，包括如下步骤：
[0007]步骤一、设置DAB DC
‑
DC变换器的采样周期T
s
，在每个开关周期的起始时刻采样所述双有源桥DC
‑
DC变换器的输出电压值U
o
、输入电压值U
in
与输出电流值i
o
；
[0008]步骤二、设置n组补偿移相比ΔD
i
，i∈[1，n]；
[0009]步骤三、根据输出电压参考值计算所述双有源桥DC
‑
DC变换器的开环移相比D
ol
；
[0010]步骤四、判断所述步骤一中采样得到的输出电压U
o
属于第n级输出电压区间中的哪一级，若所述步骤一中采样得到的输出电压U
o
属于第i级，则选取对应的补偿移相比ΔD
i
用于补偿所述步骤三中计算得到的开环移相比D
ol
，从而得到所述双有源桥DC
‑
DC变换器的实际移相比D
i
＝D
ol
+ΔD
i
；
[0011]步骤五、根据所述步骤四中得到的实际移相比D
i
，生成对应的控制脉冲组P
i
作用于所述双有源桥DC
‑
DC变换器的8个开关管。
[0012]进一步的，所述步骤二具体包括：
[0013]2.1、进行初始化，设置所述双有源桥DC
‑
DC变换器的输出电压参考值U
ref
和输出电压误差基准值e
ref
,j，
[0014]2.2、将所述双有源桥DC
‑
DC变化器的输出电压分成n个区间，第1级输出电压区间满足U
o
≤U
ref
–
e
ref,1
，其对应的补偿移相比为ΔD1；
……
；第x级输出电压区间满足U
ref
–
e
ref,x
‑1<U
o
≤U
ref
–
e
ref,x
，其对应的补偿移相比为ΔD
x
，
……
；第级输出电压区间满足足其对应的补偿移相比为第级输出电压区间满足级输出电压区间满足其对应的补偿移相比为
……
；第y级输出电压区间满足U
ref
+e
ref,n
‑
y+1
<U
o
≤U
ref
+e
ref,n
‑
y
，其对应的补偿移相比为ΔD
y
，n
–
1]；
……
；第n级输出电压区间满足U
ref
+e
ref,1
<U
o
，其对应的补偿移相比为ΔD
n
；
[0015]2.3、设置n级输出电压区间对应的补偿移相比满足：2.3、设置n级输出电压区间对应的补偿移相比满足：且满足ΔD
m
＝
–
ΔD
n
–
m+1
，
[0016]进一步的，所述步骤三具体包括：
[0017]3.1、设置所述双有源桥DC
‑
DC变换器的开关频率f
s
；
[0018]3.2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于扰动补偿的双有源桥DC
‑
DC变换器离散单移相控制方法，所述双有源桥DC
‑
DC变换器包括变压器、以及分别连接在所述变压器原边和副边的原边H桥和副边H桥，所述原边H桥和副边H桥为全桥结构共包括8个开关管，其特征在于，所述双有源桥DC
‑
DC变换器的控制方法用于控制所述8个开关管，包括如下步骤：步骤一、设置DAB DC
‑
DC变换器的采样周期T
s
，在每个开关周期的起始时刻采样所述双有源桥DC
‑
DC变换器的输出电压值U
o
、输入电压值U
in
与输出电流值i
o
；步骤二、设置n组补偿移相比ΔD
i
，i∈[1，n]；步骤三、根据输出电压参考值计算所述双有源桥DC
‑
DC变换器的开环移相比D
ol
；步骤四、判断所述步骤一中采样得到的输出电压U
o
属于n级输出电压区间中的哪一级，若所述步骤一中采样得到的输出电压U
o
属于第i级，则选取对应的补偿移相比ΔD
i
用于补偿所述步骤三中计算得到的开环移相比D
ol
，从而得到所述双有源桥DC
‑
DC变换器的实际移相比D
i
＝D
ol
+ΔD
i
；步骤五、根据所述步骤四中得到的实际移相比D
i
，生成对应的控制脉冲组P
i
作用于所述双有源桥DC
‑
DC变换器的8个开关管。2.如权利要求1所述的一种基于扰动补偿的双有源桥DC
‑
DC变换器离散单移相控制方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：2.1、进行初始化，设置所述双有源桥DC
‑
DC变换器的输出电压参考值U
ref
和输出电压误差基准值e
ref,j
，2.2、将所述双有源桥DC
‑
DC变化器的输出电压分成n个区间，第1级输出电压区间满足U
o
≤U
ref
–
e
ref,1
，其对应的补偿移相比为ΔD1；
……
；第x级输出电压区间满足U
ref
–
e
ref,x
‑1<U
o
≤U
ref
–
e
ref,x
，其对应的补偿移相比为ΔD
x
，第级输出电压区间满足级输出电压区间满足其对应的补偿移相比为第级输出电压区间满足U

【专利技术属性】
技术研发人员：沙金，刘赞，汪晗，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：