[发明专利]一种多相变换器、多相变换器的热平衡控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种多相变换器、多相变换器的热平衡控制方法及装置，其中多相变换器的热平衡控制方法包括：获取多相变换器中功率变换器的实际温度；根据所述功率变换器的实际温度得到每相电路的温度补偿系数；分别利用每相电路的温度补偿系数对预设的电流参考值进行调节，得到所述每相电路的电流期望值；根据所述每相电路的电流期望值对所述每相电路进行平衡控制。由此可以基于多相变换器中功率变换器的实际温度，引入温度补偿系数，进而实现多相之间的热平衡控制。

技术领域

本发明涉及电流控制技术领域，具体涉及一种多相变换器、多相变换器的热平衡控制方法及装置。

背景技术

在中高功率的DC-DC功率变换器设计中，由于电路通路需要流过较大电流，如果采用单相结构，电感、电容等元器件的选型大小、散热、电路动态响应等都是设计难点。为了减少电容电感体积，减少输入输出电流纹波，优化发热功率分布，交错并联的多相DC-DC功率变换器得到了广泛应用，例如电动汽车车载充电器（on-board-charger, OBC），电池化成分容电源等。

在传统的多相DC-DC变换器控制中，由于负载特性不同，每相电路元器件衰减不同，控制器参数不同等因素，可能导致两相或者多相电路通过电流出现不平衡现象，影响系统性能。因此，如何实现多相电路之间的均流一直是个设计热点和难点。

传统的均流方法主要包括电压调整法均流、平均电流法均流等。前者利用电压环输出作为每一相电流控制器的输入参考电流值，以实现不同相之间的电流均衡。即使当电压环发生变化时，其输出电流参考值也发生变化，但是每一相的电流参考值依然相同（因为每一相电流参考值来自同一电压环输出），因此可以保持实时电流自发均衡。平均电流均流法是通过采集每一相的电流，相加然后除以总相数，得到的结果作为电流参考值反馈回电流控制器。

可以看到，传统的均流方法都需要采集每一相的输出电流，以实现电流的精确控制，最终达到各相散热均衡的目的。这就对电流传感器精度和采样电路设计提出了更高的要求。

电路元器件随着时间和衰减，其参数不可避免发生变化，如电感的直流电阻值（DCR），功率开关的电阻值（R_{ds_on}），印刷电路板（PCB）的通路电阻等。此外，当电路维护时，例如更换某一路电感元器件，更是难以保证新替换原件和原有原件完全匹配。

当这些电阻参数发生变化后，即使流过每相的电流相同，其发热量也会不尽相同，这会给系统散热带来了很大的挑战。尤其是对于电感这类磁性元器件，发热会严重影响其工作性能。

因此，如何设计一种能够实现多相DC-DC变换器热均衡的控制方法，是一个亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种多相变换器、多相变换器的热平衡控制方法及装置，以对多相变换器进行热平衡控制。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种多相变换器的热平衡控制方法，包括以下步骤：获取多相变换器中功率变换器的实际温度；根据所述功率变换器的实际温度得到每相电路的温度补偿系数；分别利用每相电路的温度补偿系数对预设的电流参考值进行调节，得到所述每相电路的电流期望值；根据所述每相电路的电流期望值对所述每相电路进行平衡控制。

本发明实施例提供的多相变换器的热平衡控制方法，基于多相变换器中功率变换器的实际温度，引入温度补偿系数，进而实现多相之间的热平衡控制。也就是说，为解决多相DC-DC变换器的热均衡问题，本发明实施例通过在原有电流反馈控制算法中加入一个热平衡控制算法，并利用热平衡补偿器的输出来修正电流控制参考值，最终实现多相之间的散热均衡。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述根据所述功率变换器的实际温度得到每相电路的温度补偿系数包括：根据所述功率变换器的实际温度得到温度参考值；针对任一相电路，根据与该相电路相对应的功率变换器的实际温度与所述温度参考值得到该相电路的温度补偿系数；遍历所述多相变换器中的每相电路，得到所述每相电路的温度补偿系数。