[发明专利]一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法

权利要求书

1.一种改善两级电力变换器中间母线电压动态性能的补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述的两级电力变换器主电路拓扑是由两级组成，前级为单相PWM整流器，后级为移相全桥DC-DC变换器；所述的单相PWM整流器的输出端为BUS+和BUS-；所述的移相全桥DC-DC变换器原边的两个桥臂为Leg3和Leg4；所述的移相全桥DC-DC变换器原边的桥臂Leg3由S1和S2构成；所述的移相全桥DC-DC变换器原边的桥臂Leg4由S3和S4构成；所述的移相全桥DC-DC变换器原边的桥臂Leg3的中点C与隔直电容C_b的一端连接，C_b的另一端与高频隔离变压器HFT的原边绕组一端连接，HFT原边绕组的另一端与移相全桥DC-DC变换器原边的桥臂Leg4的中点D连接；所述的高频隔离变压器HFT的原副边变比为1:N；所述的移相全桥DC-DC变换器原边的桥臂Leg3的中点C与BUS-之间连接有由电感L₁和电容C₁串联构成的L₁C₁支路；所述的移相全桥DC-DC变换器原边的桥臂Leg4的中点D与BUS-之间连接有由电感L₂和电容C₂串联构成的L₂C₂支路；所述的高频隔离变压器HFT的副边绕组与二极管整流器DR连接，DR的输出通过由电感L_f和电容C_f构成的LC低通滤波器后连接负载R；

(1)首先系统上电初始化，对与系统控制相关的软、硬件进行初始化；将移相全桥变换器Leg3桥臂开关管占空比的调整量δ₁设为0，将移相全桥变换器Leg4桥臂开关管占空比的调整量δ₂设为0，对CCDM模块、VDM模块及逻辑综合模块LSM复位；

(2)在完成初始化操作之后，根据实际的需要确定电压参考值u_ref，将其与利用电压传感器获得的实际直流母线输出电压u_dc做差，得到电压偏差信号u_e＝u_ref-u_dc，即母线电压的交流分量；

(3)电压偏差信号u_e经过电压调节器G_v1，得到电流内环参考量i_ref1，并将电感L₁上的电流i_L1作为电流内环的反馈量，将i_L1、i_ref1做差得到i_e1，i_e1经过电流调节器G_c1，得到Leg3桥臂开关管占空比的调整量δ₁；

(4)Leg3桥臂开关管占空比的调整量δ₁通过与Leg3桥臂开关管一个稳态工作点占空比求和得到调制信号d₁，稳态工作点Leg3桥臂开关管占空比为0.5，故d₁＝δ₁+0.5；

(5)d₁作为全桥变换器Leg3桥臂的PWM1调制器调制信号，经脉宽调制PWM1环节后得到桥臂Leg3中S1和S2的驱动信号D_s1和D_s2，通过D_s1、D_s2控制桥臂Leg3上的开关管S₁、S₂；

(6)通过控制Leg3桥臂上开关管S₁、S₂的占空比，使L₁C₁支路上的电容电压u_C1产生100Hz周期性的波动，以此产生或者吸收直流母线的100Hz纹波功率，抑制直流母线100Hz纹波电压；

(7)通过电流变化检测模块CCDM检测直流母线电流i_dc的变化；

(8)判断直流母线电流i_dc的变化率是否大于门限值A_set，如果判断其不大于门限值A_set，继续判断是否接收到停机指令，若没有接收到停机指令，重复(2)～(7)步骤，否则退出运行；当判断出直流母线电流的变化率大于门限值A_set，继续下面的步骤；

(9)将根据实际需要确定的电压参考值u_ref与实际暂态过程中的直流母线电压u_dc做差得到偏差信号u_e，u_e即为直流母线暂态电压降落的幅值；

(10)电压偏差信号u_e经过电压调节器G_v2，得到电流内环参考量i_ref2，并将电感L₂上的电流i_L2作为电流内环的反馈量；将i_L2、i_ref2的做差得到i_e2，i_e2经过电流调节器G_c2，得到Leg4桥臂开关管占空比的调整量δ_x；

(11)将Leg4桥臂开关管占空比的调整量δ_x输入LSM模块，根据步骤(8)得到CCDM模块将输出w₁＝1，通过判断w₁＝1得出Leg4桥臂开关管占空比的调整量为δ₂＝δ_x；

(12)Leg4桥臂开关管占空比的调整量δ₂通过与稳态工作时开关管占空比0.5求和，得到此时调制信号d₂＝δ₂+0.5；

(13)d₂作为全桥变换器Leg4桥臂的PWM2调制器调制信号，经脉宽调制PWM2环节后得到桥臂Leg4中S3和S4的驱动信号D_s3和D_s4，通过D_s3、D_s4控制桥臂Leg4上的开关管S₃、S₄；

(14)通过电压检测模块VDM检测电容C₂上的电压u_C2的幅值；

(15)判断电容电压u_C2幅值是否稳定，如果不稳定，则重复(9)～(14)步骤，如果判断出u_C2幅值稳定，继续下面的步骤；

(16)LSM模块的输出置零，Leg4桥臂上的开关管占空比变为0.5，此时系统稳态运行；返回到步骤(2)，然后按顺序执行流程。