[发明专利]一种IPOS变换器系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及IPOS变换器系统，具体涉及一种IPOS变换器系统的控制方法。

背景技术

现在，电源模块化技术逐步成为电力电子技术发展的趋势。针对不同需求，采用模块化解决方案，可以缩短电源系统的开发周期、降低开发成本，实现高效率、高功率密度、高可靠性。因此，为了满足隔离要求，可在DC-AC-DC隔离环节根据需要采用ISOP(Input-SeriesOutput-Parallel，输入侧串联、输出侧并联)和IPOS(Input-ParallelOutput-Series，输入侧并联、输出侧串联)两种组合方式。其中ISOP方式适合高压输入、大电流输出的场合；IPOS方式适合于低压输入、高压输出的场合。在运行过程中只要在串联侧实现均压，在并联侧实现均流，就能使各模块承担相同的输出功率，可保证系统长期可靠地运行。这种多模块的隔离模式方式，能有效地降低开关器件的电流应力和整流二极管的电压应力，在高电压、大功率的应用场合较传统单模块运行方式有明显的优势。

IPOS变换器系统由多个模块在输入侧并联、输出侧串联组合而成，IPOS变换器系统的结构请参阅图1，多个模块M#1～M#n，在输入侧(Vin侧)并联、输出侧(Vout侧)串联组合形成IPOS变换器系统，由于输入电压均压(IVS)和输出电流均流(OCS)通过连接方式已经自动实现，所以只需要控制输入电流均流(ICS)和输出电压均压(OVS)即可。实际上，在忽略电路损耗的情况下，输入功率和输出功率相同，所以ICS和OVS互为充要条件，当ICS实现时，OVS也可实现，反过来当OVS实现时，ICS也会实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种IPOS变换器系统的控制方法，可以保证每个模块的同步性能，可以获得非常好的电压和电流特性。

实现上述目的的技术方案是：

一种IPOS变换器系统的控制方法，所述IPOS变换器系统由多个模块在输入侧并联、输出侧串联组合而成，其特征在于，所述控制方法包括下列步骤：

步骤S1，确定控制策略：对IPOS变换器系统的输入电流均流进行控制，采用平均电流双环控制策略，即电压外环和平均电流内环双环控制策略，电压外环的控制输出作为电流内环的参考输入，是DC/DC变换，输入电压波动很小，变压器初级侧电流等于模块输入电流，将采样环节都视为纯延迟环节，平均延迟时间取采样周期一半；

步骤S2，确定控制架构：采用半分布式的控制架构，选择第一模块来测量输出电压并进行电压外环的控制，采用第一模块进行电压外环控制后，将所得到的参考电流值通过环形通信发送给其他模块，其他模块本地测量变压器初级侧电流，完成电流内环控制，由于所有模块得到的参考电流值是统一的，实现输入电流均流控制；

步骤S3，确定通信系统对控制策略的影响：IPOS变换器系统中，使用环形通信系统，其他模块的参考电流是由第一模块发送过来的，在这个过程中，存在通信延迟，不同模块的延迟不同，取该延迟为第N模块的延迟，即

Td=N-1NTC]]>(式1)；

式1中：T_d为通信延迟，T_c为通信周期，第N模块的延迟为最大延迟情况，在最大延迟情况下都达到稳定，那么小于该延迟的情况也都稳定；

步骤S4，设计补偿环节，包括以下步骤：

S41，首先设计电流内环的补偿，电流内环的环路增益Γ_current为: