[发明专利]一种IPOS直流变换器自适应变参数输出均压控制方法

说明书

本发明公开了一种IPOS直流变换器自适应变参数输出均压控制方法，输入并联输出串联组合(IPOS)直流变换器中各直流变换模块采用集中式控制架构，本发明的控制环路包括输出电压环和自适应变参数输出均压环。输出电压环用于控制直流变换器恒压输出，自适应变参数输出均压环用于控制各直流变换模块的输出电压均衡，均压环控制器根据输出电压误差动态变化趋势实时调节控制器参数，以优化控制的稳定裕度、动态误差和动态响应速度。

技术领域

本发明涉及IPOS直流变换器控制领域，更具体地说是涉及一种IPOS直流变换器自适应变参数输出均压控制方法。

背景技术

IPOS(Input Parallel Output Series，输入并联、输出串联)直流变换器，由多个直流变换模块在输入侧并联、输出侧串联组合而成。输入并联、输出串联的组合方式，降低了对直流变换器输入侧开关器件电流应力和输出侧开关器件电压应力的要求，在光伏发电等低压输入高压输出应用场合具有显著优势。

为实现IPOS直流变换器的高效可靠运行，各直流变换模块需满足功率均衡要求。由于直流变换模块输入并联、输出串联的电路连接关系，自动实现了各变换单元的输入均压和输出均流，因此通过对各变换单元进行输出均压或输入均流控制就能够实现功率均衡目标。

现有的IPOS直流变换器输出均压控制方法也常采用基于输出电压环和均压环的双环控制方式，各直流变换模块控制环路控制参数一般都采用相同的固定值，这种控制方式具有良好的稳态性能。但在输入电压大范围波动、输出负载大范围投切时由于各直流变换模块硬件参数等差异会造成各直流变换模块输出电压动态调节过程不一致，调节过程不一致会降低控制的动态响应速度，同时增大动态调节过程各直流变换模块输出电压差异。

发明内容

本发明的目的是，提供一种IPOS直流变换器自适应变参数输出均压控制方法，采用自适应控制思想，通过引入基于直流变换模块输出电压误差变化量的可变增益K，对输出均压环控制特性进行实时调节，可以有效实现对输入电压波动、输出负载投切等大动态扰动过程的电压快速响应，同时减小动态调节过程各直流变换模块输出电压差异。

为实现上述发明目的，本发明提供一种IPOS直流变换器自适应变参数输出均压控制方法，所述IPOS直流变换器内包含多个输入并联输出串联的直流变换模块；

所述IPOS直流变换器内多个输入并联输出串联的直流变换模块由同一个硬件控制单元进行集中控制；

所述控制方法由多个控制环路组成，包括一个输出电压环和多个自适应变参数输出均压环；

所述输出电压环包括电压闭环调节器G₁，用于实现IPOS直流变换器的恒压输出控制；

所述自适应变参数输出均压环包括滑动平均滤波器、乘法器、第一限幅器、第二限幅器、均压闭环调节器G₂和自适应闭环调节器G₃，用于实现IPOS直流变换器内各直流变换模块的输出均压输出控制；

所述自适应变参数输出均压控制的实现方法为：

直流变换模块输出电压误差变化量经第一限幅器作为自适应闭环调节器G₃的输入，调节器计算输出后经第二限幅器作为自适应变参数输出均压控制环的可变增益K，连接至乘法器的输入；

其中第一限幅器的工作方式是，当直流变换模块输出电压误差变化量小于等于限制阈值△V(△V0)时，第一限幅器的输出为零；当直流变换模块输出电压误差变化量大于限制阈值△V时，第一限幅器的输出等于输入；