[发明专利]一种应用于H桥的解耦电压占空比补偿策略

权利要求书

1.一种应用于H桥的解耦电压占空比补偿方法，其特征在于，包括：

(1)在H桥拓扑中增加由解耦电感L_dp与解耦电容C_dp串联构成的解耦LC支路，其一端连接网侧电压V_g的阴极和H桥中某一桥臂B的中点，另一端连接在H桥中两桥臂A、B的共同端部；以连接解耦LC支路的桥臂B作为PFC-解耦复用桥臂，另一个桥臂A作为PFC桥臂；

(2)由统一的控制器执行控制策略，分别对电网电压正负半周解耦电压占空比分别进行死区补偿，以保证解耦电压正负半周对称，提高解耦性能；

所述控制策略具体包括下述步骤：

(2.1)在每一个控制周期内，控制器检测当前电路状态，并根据电路状态和外部传输或内部预设的参考信号产生电路控制信号；控制器检测自身的输入电压V_g、内电感电流I_L1以及母线电压V_bus，控制环路由母线电压外环和电网电流内环组成，并向H桥中的PFC桥臂提供PWM控制信号，保证该电路稳定运行在正常PFC工作状态，双环均采用经典PI控制；同时采用基于拓扑复用的调制策略，复用H桥中的PFC-解耦复用桥臂的某个开关管，将母线电压上的二次纹波转移到解耦电容上；

(2.2)控制器采用基于外电压环纹波抑制的解耦策略，检测母线电压V_bus上的纹波，经过计算得到相应的解耦电压参考；通过控制PFC-解耦复用桥臂中的开关管的动作，将母线侧承受的纹波转移到解耦电容上；

(2.3)通过修正外电压环纹波，在时域中引入母线电压波动值与网侧锁相环输出相位相乘，得到解耦电压相位参考计算单元，将其作为解耦电压交流项基准去修正解耦电压交流参考，最终得到复用桥臂B的解耦支路占空比：

其中，L₁是PFC电路中的升压电感；i_L1是内电感电流；V_g是电网的输入电压；V_bus是母线电压；L_dp是解耦电路中的解耦电感；i_Ldp是解耦支路中的解耦电感电流；V_dp是解耦电容C_dp上的电压；V_dc是直流母线电压；d₁和d₂分别为每一个开关周期内的PFC占空比和解耦支路占空比；为实现拓扑复用，d₁和d₂的分配需满足d₁+d₂＜1；

(4)对解耦支路占空比d₂输出的解耦复用桥臂的PWM输出信号在正负电网周期内分别进行占空比死区补偿：

假设给定的解耦桥臂上某开关管的开通占空比为d_output，桥臂中点电压v_ab＝0时，实际解耦占空比即为给定占空比，d₂＝d_output；当v_ab＝V_bus时，实际解耦占空比d₂为计算给定占空比与死区占空比D_deadtime之和，即d₂＝d_output+D_deadtime；由于电感电流不能突变，其电流流向不同，会影响中点电平v_ab的波动也不同，进而影响解耦实际占空比d₂；

(5)对于解耦实际占空比d₂进行数字补偿：

当处于电网电压正半周期电网电流为正，假设电流和电压同向，那么解耦电压占空比赋值为电网电流为负时，电流和电压反向，解耦电压占空比赋值为

2.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于，步骤(2.1)中所述基于拓扑复用的调制策略是指：通过互换桥臂中点电压为零的两种工作模态，复用半周期中不工作的两个开关管，以将功率纹波转移到解耦支路上；在每一个控制周期内，PFC控制与解耦控制同时进行，互相独立且互相牵制。

3.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于，步骤(2.2)中所述基于外电压环纹波抑制的解耦策略是指，通过在时域中引入外电压环纹波与网侧锁相输出乘积项修正解耦电压交流参考。