[发明专利]一种三重移相控制下DAB变换器全局优化闭环控制方法

摘要

一种三重移相控制下DAB变换器全局优化闭环控制方法，基于DAB(双向有源桥)变换器的原边全桥内部移相比、副边全桥内部移相比、原副边之间移相比三个控制量，提出一种三重移相控制下DAB变换器全局优化闭环控制方法，使DAB在不同运行工况下，通过闭环控制，自动实现全局优化运行，提高了DAB运行效率。该方法给出了DAB全局优化运行的闭合控制，控制性能好。

主权项

一种三重移相控制下DAB变换器全局优化闭环控制方法，所述的DAB由直流电压源、原边单相全桥H1、副边单相全桥H2、高频隔离变压器、高频电感L和控制器组成，所述的原边单相全桥H1的4个全控开关器件为S1～S4，副边单相全桥H2的四个全控开关器件为Q1～Q4；所述的原边单相全桥的直流母线的正极与对应直流电压源的正极相连，原边单相全桥的直流母线的负极与对应的直流电压源的负极相连，原边单相全桥的交流侧通过随时随地高频电感L与高频隔离变压器的原边相连；所述的副边单相全桥的直流母线正极与对应直流负载的正极相连，副边单相全桥的直流母线的负极与对应的直流负载的负极相连，副边单相全桥的交流侧与高频隔离变压器副边相连，所述的高频隔离变压器的变比为n:1；所述的原边单相全桥的开关器件S1～S4的控制信号的输入端和副边单相全桥的开关器件Q1～Q4的控制信号的输入端与所述的控制器对应的开关信号的输出端相连；所述的控制器包括采样、PI控制器和调制单元，采样单元有两个信号输入端，分别测量所述的DAB的输入电压Vin和输出电压Vout，经PI控制器输出x，所述的调制单元输出开关控制信号的输出端分别与所述的DAB的原副边全桥相应的开关器件S1～S4与Q1～Q4的控制信号的输入端相连；其特征在于，该方法包括如下步骤：1)分别测量所述的DAB的输入电压Vin和输出电压Vout，并根据高频隔离变压器的变比n，按公式(1)计算所述的控制器电压传输比：M=n×VoutVin---(1)]]>其中，Vin为DAB输入电压，Vout为DAB输出电压，n为高频隔离变压器的变比，参数n作为初值预先设定；2)所述的控制器按照公式(2)计算PI控制器的输出x：x＝kp(Vref‑Vin)+ki∫(Vref‑Vin)dt   (2)其中，kp、ki为PI控制器参数，预设为0.1≤kp≤10，0.001≤ki≤1；3)DAB全局优化闭环控制三个移相比控制量的计算：由以上式(2)得到的x的范围，计算相应的原边全桥内部移相比D1,opt，副边全桥内部移相比D2,opt，原副边之间的移相比D0,opt的控制量：i)如果x≥1，则D0,opt=f3(x)=12M[(2x-3)×(1-1-M2)+M]]]>D1,opt＝0D2,opt＝0   (3)ii)如果M≤x≤1，则D0,opt=g2(D1,opt)=D1,opt-1+M+D1,optM2M+(D1,opt-1)2+M2(D1,opt2-1)2M]]>D1,opt＝f2(x)＝1‑xD2,opt＝h2(D1,opt)＝0   (4)iii)0≤x≤M，则D1,opt＝f1(x)＝1‑xD0,opt=g1(D1,opt)=(1-M)(1-D1,opt)M]]>D2,opt=h1(D1,opt)=1-(1-D1,opt)M---(2)]]>其中，D1,opt表示DAB端口1的H1内部移相比，D2,opt表示DAB副边端接口2的H2内部移相比，D0,opt表示DAB两个端口H1与H2之间的移相比，下标opt表示优化；4)所述的控制器按所述的原边全桥内部移相比D1,opt，副边全桥内部移相比D2,opt，原副边之间的移相比D0,opt形成驱动信号脉冲按时序输入并控制所述的原边单相全桥(H1)、副边单相全桥(H2)的工作，完成调制过程，即可实现三重移相控制下DAB变换器的全局优化闭环控制，自动实现DAB全局优化运行。