[发明专利]双主动全桥变换器控制方法和装置以及相关方法和产品

说明书

技术领域

本发明涉及车辆充放电技术领域，具体地，涉及一种双主动全桥变换器控制方法、充电方法、双主动全桥变换器控制装置、充电设备、充电车的充电接口及移动充电车。

背景技术

移动充电车是解决当前电动汽车市场充电网络稀疏、车辆续航困难这一难题的有效途径之一。移动充电车用自身配备的电池为电动汽车中的电池充电，故其充电接口需选择一种带隔离、高效率的DC-DC电力电子变换器。

双主动全桥变换器以其功率密度高、自身惯性小、控制灵活著称(如图1所示)，其中，U_S为输入电压，u_o为输出电压，G₁～G₈为开关管，T为变压器，C_d为输出电容，R为等效负载，i_T为变压器电流，u_ab为变压器输入电压，u_cd为变压器输出电压。其中，开关管受驱动电路驱动，驱动电路可以由诸如数字信号处理器、可编程逻辑控制器等控制器来控制。此类变换器通过高频变压器实现输入输出端口的电气隔离，能够满足移动充电车充电接口变换器的需要。双主动全桥变换器包含两个H桥，8个电力电子开关管，这种结构的控制裕度大，但控制难度也相应较高，控制方法更为复杂。当前此类变换器最常用的PWM调制方式是移相控制，这种方式控制两个H桥对变压器输出50％占空比的方波电压，通过调节两端方波的相位差来实现控制传输功率的目的。图2示例性地示出了移项控制方法中的波形示意图。其中，T_S为一个开关周期；t₀、t₁、t₂、t₃、t₄表示时刻。对于变换器移相角的计算，当前的控制方法普遍采用PI控制方法，但PI控制参数难于选取，控制效果差、响应速度慢且超调量大。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决如何提高控制的响应速度并降低超调量的技术问题，提供一种双主动全桥变换器控制方法。

为了实现上述目的，第一方面，提供以下技术方案：

一种双主动全桥变换器控制方法，该方法包括：

建立双主动全桥变换器模型；

基于所述双主动全桥变换器模型，采用李雅普洛夫稳定性控制方法，得到控制律；

利用所述控制律对所述双主动全桥变换器进行控制。

优选地，所述建立双主动全桥变换器模型具体包括：

基于移相控制的输出功率关系，并结合传输功率与输出电压成正比的关系，得到所述双主动全桥变换器的电流源电流；

基于所述双主动全桥变换器的电流源电流，并结合输出电容电压的微分表达形式，得到所述双主动全桥变换器模型。

优选地，所述基于所述双主动全桥变换器模型，采用李雅普洛夫稳定性控制方法，得到控制律，具体包括：

选择控制对象，并设定所述控制对象的控制目标，以确定输出误差；

基于所述输出误差，并根据所述双主动全桥变换器模型，得到所述输出误差的微分形式；

基于李雅普洛夫能量函数，并根据所述输出误差的微分形式，得到所述李雅普洛夫能量函数的微分形式；

根据所述李雅普洛夫能量函数的微分形式，并结合李雅普洛夫稳定性判据，得到所述控制律。

为了实现上述目的，第二方面，本发明实施例还提供一种充电方法，该充电方法包括上述控制方法。

为了实现上述目的，第三方面，本发明实施例还提供一种双主动全桥变换器控制装置，该装置包括：

建立模块，用于建立双主动全桥变换器模型；

控制律生成模块，用于基于所述双主动全桥变换器模型，采用李雅普洛夫稳定性控制方法，得到控制律；

控制模块，用于利用所述控制律对所述双主动全桥变换器进行控制。

优选地，所述建立模块具体包括：

第一计算模块，用于基于移相控制的输出功率关系，并结合传输功率与输出电压成正比的关系，得到所述双主动全桥变换器的电流源电流；

第二计算模块，用于基于所述双主动全桥变换器的电流源电流，并结合输出电容电压的微分表达形式，得到所述双主动全桥变换器模型。

优选地，所述控制律生成模块具体包括：

第一误差确定模块，用于选择控制对象，并设定所述控制对象的控制目标，以确定输出误差；

第二误差确定模块，用于基于所述输出误差，并根据所述双主动全桥变换器模型，得到所述输出误差的微分形式；