[发明专利]一种自动调整载波幅值的PWM均压控制器及控制方法

说明书

本发明公开了一种自动调整载波幅值的PWM均压控制器及控制方法，本发明在双向DC/DC变换器中，电流可以由直流源DC1流向直流源DC2，也可以实现电流由直流源DC2流向直流源DC1，在此拓扑中，电容C1,电容C2中点与电容C3,电容C4中点连接，同时中点也连接到三极管Q2与三极管Q3的中点，还有三极管Q6与三极管Q7的中点，在此基础上，控制电容C1与电容C2电压均衡以达到正半母线与负半母线均衡的目标。同样，如果采集的是电容C3,电容C4的电压，并且以电容C3,电容C4电压值作为均压控制用数据，同样可以达到均衡正半母线与负半母线的目的。

技术领域

本发明涉及均压控制器技术，具体涉及一种自动调整载波幅值的PWM均压控制器及控制方法。

背景技术

在三电平DCDC控制器中，半母线电容上的电压会出现不均衡的情况，在开关管的开关瞬间以及关闭瞬间都会造成电容上的电压有充放的现象，所以需要增加均压控制环路对正负母线上的电压进行控制，使其一直保持均衡的状态。

目前常用的均压方法是采集正半母线电压以及负半母线电压，使用PID控制器使其差值趋于零，即达到正半母线与负半母线均压的效果。

目前传统的均压控制方法，PID参数适应性较差，并且均压效果较差，并且经常会引入低频振荡，即稳压环路稳定性较差，导致系统控制出现低频振荡问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种自动调整载波幅值的PWM均压控制器及控制方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自动调整载波幅值的PWM均压控制器，包括直流源DC1和直流源DC2，串联的电容C1、电容C2与串联的三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4并联，串联的电容C3、电容C4与串联的三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7、三极管Q8并联，其中电容C1一端与直流源DC1和三极管Q1连接，电容C2一端与直流源DC1、三极管Q4连接，电容C3一端与直流源DC2和三极管Q5连接，电容C4一端与直流源DC2、三极管Q8连接，以及电容C1与电容C2中点、三极管Q2与Q3的中点、三极管Q6与三极管Q7的中点、电容C3与电容C4中点依次相连。

作为本发明进一步的方案，还包括电感L1和电感L2，所述电感L1一端位于三极管Q1、三极管Q2之间，另一端位于三极管Q5、三极管Q6之间；所述电感L2一端位于三极管Q3、三极管Q4之间，另一端位于三极管Q7、三极管Q8之间。

作为本发明进一步的方案，还包括分别并联在三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7、三极管Q8上的二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8。

作为本发明进一步的方案，在DC/DC变换器控制过程中，通过不同时刻的开关实现电流的双向流动，中点的电流为i₀，则i₀的表达式为：

C₁＝C₂＝C，得到下式：

其中：

u₁表示正半母线电压，u₂表示负半母线电压。

作为本发明进一步的方案，在DC/DC控制环路中，外环为电压环，内环为电流环，给定电压与实际电压U_dc之间的偏差作为PI调节器的输入，经过PI调节器输出参考电流值其作为电流环的输入，与实际电流反馈值进行P调节，最终得到输出电流的控制量/其控制环路方程如下所示：