[发明专利]一种基于Boost加LLC谐振变换器的并联均流控制方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于Boost加LLC谐振变换器的并联均流控制方法和装置，属于直流变换器控制领域，所述方法包括：S1：检测各Boost加LLC谐振变换器模块输出的滤波电容电压V_on和前级Boost升压电感上的实际电流i_Lbn；将实际电流i_Lbn输入电感电流反馈函数G_in得到反馈信号i_Lbfn；S2：将参考输出电压V_ref和滤波电容电压V_on做差得到电压误差信号e_vn；S3：将电压误差信号e_vn输入电压控制器G_vc得到反馈信号i_Lbfn对应的控制指令值i_{Lbfn_ref}，以模拟出与前级Boost升压电感串联的虚拟电阻；S4：利用控制指令值i_{Lbfn_ref}获取决定占空比的调制信号e_in，以对并联系统进行并联均流控制。本发明在并联系统启动或受到外部扰动时，能够实时调节各Boost加LLC谐振变换器模块的占空比实现并联均流控制。

技术领域

本发明属于直流变换器控制领域，更具体地，涉及一种基于Boost加LLC谐振变换器的并联均流控制方法和装置。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，大功率通信电源、航空航天器和舰船二次变换电源、大型高速计算机CPU电源等的应用日益增多，这对直流变换器的电压电流等级、容量、功率密度提出越来越高的要求。在低压大功率场合，为了降低功率半导体器件的电流应力，以方便选取合适的功率半导体器件，常用的解决方法之一是采用输入并联输出并联(Input-Parallel Output-Parallel，IPOP)组合变换器。作为构成IPOP系统的基本模块，其选用的变换器必须具有电气隔离功能。

在大功率直流变换器场合，变换器拓扑通常采用全桥LLC谐振变换器。但LLC谐振变换器主流控制方法为变频控制，不利于优化设计磁性元件和输出滤波电容。为了克服该变频控制的缺点，可以在其前面级联一个非隔离型PWM斩波变换器，以构成PWM斩波加LLC谐振变换器级联的组合式变换器。在以Boost加LLC谐振变换器作为基本模块构成的IPOP系统中，受谐振元件的制作工艺等影响，不同模块中LLC谐振变换器的谐振参数会存在一定差异，从而各个模块输入和输出电流不均。而电流不均问题会导致各Boost加LLC谐振变换器模块间电应力和热应力不均，显著降低IPOP系统的效率和可靠性，严重时甚至会使得IPOP系统无法正常工作。

为了解决这一问题，通常会在IPOP系统中引入均流控制。目前常用的均流控制方法有平均电流法和输出阻抗法。主动均流法采用电流传感器采样各并联模块的输出电流信号，按照一定的方法产生均流母线信号，分别与各相输出电流信号进行比较，产生误差信号后送至控制环节，调节各相模块的控制，从而实现模块间的均流。

主动均流法的精度较高，均流误差小，但是需要电流传感器及其附属电路，费用较高，同时该控制方法对噪声较为敏感，系统稳定性易受影响。输出阻抗法通过人为串接电阻或通过虚拟电阻形式改变组合直流变换器各并联模块的等效输出电阻，调节器输出特性，从而实现均流。这种方法实现简单，但是以牺牲输出外特性换取较好的均流效果。且串联实际电阻时会产生较大的功率损耗，不适用于大功率、高性能要求的场合。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于Boost加LLC谐振变换器的并联均流控制方法和装置，其目的在于，解决以Boost加LLC谐振变换器作为基本模块构成的IPOP系统因不同模块LLC谐振参数差异而导致IPOP系统难以稳定、可靠工作的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于Boost加LLC谐振变换器的并联均流控制方法，包括：