專利名稱：一種新能源發(fā)電系統(tǒng)雙向dc-dc變換器的雙邊緩啟動控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力電子的脈寬調(diào)制控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新能源發(fā)電系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的雙邊緩啟動控制方法。
背景技術(shù)：
近年來，雙向DC-DC變換器在新能源發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，它一般應(yīng)用在輸入端和輸出端兩端都是“源”的場合，實現(xiàn)能量的雙向流動。在雙向Buck-Boost直流變換器、雙向Buck/Boost直流變換器、雙向Cuk直流變換器、雙向Zeta-S^ic直流變換器、
雙向Forward直流變換器、雙向Flyback直流變換器、雙向隔離型Cuk直流變換器、雙向隔離型Zeta-S^ic直流變換器、雙向Push-pull直流變換器、雙向Half-bridge直流變換器、雙向Full-bridge直流變換器以及它們的組合型拓撲等一族雙向DC-DC變換器中，在一定的能量傳輸方向下，用于調(diào)節(jié)輸出的開關(guān)管稱之主控開關(guān)管，而與之互補開關(guān)動作的開關(guān)管為被控開關(guān)管。傳統(tǒng)的緩啟動，是將單向DC-DC變換器主控開關(guān)管的占空比從零逐漸增大，輸出電壓、電流逐漸增大至穩(wěn)定值的過程。對于雙向DC-DC變換器在兩端都是“源”的場合，如果應(yīng)用傳統(tǒng)緩啟動方法，主控開關(guān)管的驅(qū)動占空比從零逐漸增大，而與之互補開關(guān)動作的被控開關(guān)管的驅(qū)動占空比是從“I”開始減小，從而在緩啟動過程中從輸出端“源”引入反向電流，可能導(dǎo)致變換器和“源”的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述傳統(tǒng)緩啟動方法應(yīng)用在雙向DC-DC變換器存在的缺陷，提出一種雙向DC-DC變換器的雙邊緩啟動控制策略，可以實現(xiàn)雙向DC-DC變換器在兩端“源”運用場合下的開機緩啟動。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種新能源發(fā)電系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的雙邊緩啟動控制方法，其特征是雙向DC-DC變換器啟動后，首先主控開關(guān)管驅(qū)動SI的占空比從零逐漸增大，被控開關(guān)管驅(qū)動為零；主控開關(guān)管驅(qū)動SI達到穩(wěn)定值后，被控開關(guān)管驅(qū)動S2占空比從零逐漸增大到穩(wěn)定。所述主控開關(guān)管驅(qū)動S1的產(chǎn)生過程是輸出電壓反饋值Vf與參考電壓基準值Vref接誤差放大器萬/兒輸出電壓反饋值匕與誤差放大器萬/4輸出端串接電阻與電容C，誤差放大器萬/4輸出與鋸齒波V猜經(jīng)第一比較器Comp\迭KM — RS觸發(fā)器；電流源Is與鋸齒波Vrampi經(jīng)第二比較器仏耶2送入第二忍觸發(fā)器，緩啟動電容G接入電流源Js的輸出端與地之間；時鐘信號#分別接入第一M觸發(fā)器和第二觸發(fā)器的輸入端,第一觸發(fā)器輸出端產(chǎn)生主控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖A ;第二忍觸發(fā)器經(jīng)輸出端產(chǎn)生輔助脈沖久；主控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖A與輔助脈沖久經(jīng)與門輸出主控開關(guān)管驅(qū)動兄。所述被控開關(guān)管驅(qū)動S2的產(chǎn)生過程是主控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖&經(jīng)非門得到被控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖久，被控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖久與輔助脈沖久經(jīng)與門輸出被控開關(guān)管驅(qū)動S2。本發(fā)明的有益效果是使雙向DC-DC變換器開機后，主控開關(guān)管驅(qū)動的占空比從零逐漸增大，而被控開關(guān)管沒有驅(qū)動；當主控開關(guān)管的驅(qū)動達到穩(wěn)定值時，被控開關(guān)管驅(qū)動出現(xiàn)，其占空比從零開始增大，最終兩者驅(qū)動互補。同樣在主控開關(guān)管驅(qū)動的占空比從零增大至穩(wěn)定值的過程中，被控開關(guān)管關(guān)斷，避免了從輸出端“源”引入反向電流，實現(xiàn)了雙向DC-DC變換器在兩端“源”運用場合下的開機緩啟動。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明
圖I是一種新能源發(fā)電系統(tǒng)Buck-Boost雙向DC-DC變換器；
圖I中的主要符號名稱高端電壓匕，低端電壓Kz，高壓端電容Q，低壓端電容G，開關(guān)管仏和Q2,電感Z，A與B為方便電路表示的節(jié)點符號；
圖2是本發(fā)明的新能源發(fā)電系統(tǒng)雙向DC-DC變換器雙邊緩啟動控制策略的實現(xiàn)框圖；圖2中的主要符號名稱輸出電壓反饋，基準電壓，誤差放大器輸出電壓V雜，集成電路內(nèi)部電流源Is,緩啟動電容Cs,緩啟動電容電壓Vs，集成電路內(nèi)部鋸齒波Vmm和Vramfi,主控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖4，被控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖久，輔助脈沖Ds,主控開關(guān)管驅(qū)動兄，被控開關(guān)管驅(qū)動，誤差放大器萬/兒比較器仏耶1和仏耶2，集成電路時鐘信號#，忍觸發(fā)器。
具體實施例方式圖I為分布式發(fā)電系統(tǒng)雙向DC-DC變換器電路圖。高壓端電容G與高壓端電壓Vji并聯(lián)，所述高壓端電容電壓Vh正極依次串聯(lián)主控開關(guān)管0和被控開關(guān)管Q2后接入高壓端電容電壓的負極；低壓端電容G與低壓端電壓Kz并聯(lián)，所述低壓端電壓Kz正極與電感Z的一端相連，電感Z的另一端接入主控開關(guān)管0和被控開關(guān)管Q2之間的A點，所述低壓端電壓Vl負極與被控開關(guān)管Q2的B點相連。圖I中，Buck/Boost雙向DC- DC變換器工作方式為兩個開關(guān)管仏、込互補工作。變換器工作在Buck模式下，主控開關(guān)管為0，被控開關(guān)管為Q2。主控開關(guān)管驅(qū)動兄作用于主控開關(guān)管0，被控開關(guān)管驅(qū)動S2作用于被控開關(guān)管Q20工作在Boost模式下，主控開關(guān)管為込，被控開關(guān)管為0。主控開關(guān)管驅(qū)動兄作用于主控開關(guān)管Q2,被控開關(guān)管驅(qū)動S2作用于被控開關(guān)管仏。圖2為新能源發(fā)電系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的雙邊緩啟動控制策略。新能源發(fā)電系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的雙邊緩啟動控制策略連接方式匕為實際電路檢測輸出電壓反饋值，為參考電壓基準值，厶為集成芯片內(nèi)部產(chǎn)生的電流源，Vrampi和Vmmp2為集成電路內(nèi)部產(chǎn)生的鋸齒波電平信號。輸出電壓反饋值匕與參考電壓基準值接誤差放大器萬/兒輸出電壓反饋值匕與誤差放大器萬/4輸出端串接I個電阻與電容C，誤差放大器萬/4輸出與集成芯片內(nèi)部生成的鋸齒波Kmkpi經(jīng)比較器Cb耶I后送忍觸發(fā)器，另一路中集成電路內(nèi)部電流源厶與集成芯片內(nèi)部生成的鋸齒波V臟經(jīng)比較器仏耶2后送忍觸發(fā)器，緩啟動電容G接入電流源厶的輸出端與地之間。兩路忍觸發(fā)器經(jīng)相同的集成電路時鐘信號#產(chǎn)生主控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖A與輔助脈沖久，主控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖A與輔助脈沖久經(jīng)與門輸出主控開關(guān)管驅(qū)動，主控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖4經(jīng)非門得到被控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖久，被控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖久與輔助脈沖久經(jīng)與門輸出被控開關(guān)管驅(qū)動S2。圖2中，新能源發(fā)電系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的雙邊緩啟動控制策略工作方式輸出電壓反饋Vf與基準電壓Vref的差值經(jīng)誤差放大器萬/4放大后輸出，Ve4 vo通過比較器Compl與集成電路鋸齒波Vmn交截，比較器的輸出經(jīng)忍觸發(fā)器觸發(fā)后，給出了主控開關(guān)管脈沖B1。集成電路內(nèi)部電流源Is給外部緩啟動電容G充電，緩啟動電容電壓匕從零線性上升，通過比較器仏耶2與鋸齒波Kmkre交截，并經(jīng)忍觸發(fā)器觸發(fā)后，生成占空比從零逐漸增大至I的輔助脈沖久；主控開關(guān)管脈沖4反相后得到被控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖久，主控開關(guān)管
調(diào)節(jié)脈沖4和輔助脈沖久邏輯相與得到主控開關(guān)管驅(qū)動，被控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖久和輔助脈沖久邏輯相與得到被控開關(guān)管驅(qū)動S2。隨輔助脈沖久占空比增大，主控開關(guān)管驅(qū)動兄占空比從零逐漸增大。主控開關(guān)管驅(qū)動兄達到穩(wěn)定值后，隨輔助脈沖久占空比繼續(xù)增大，被控開關(guān)管驅(qū)動S2占空比從零開始增大，最終與主控開關(guān)管驅(qū)動&互補。多電平雙向DC-DC直流變換器，在兩端“源”應(yīng)用場合下，采用傳統(tǒng)緩啟動同樣會存在反向電流的問題。將新能源發(fā)電系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的同步整流延時控制策略推廣應(yīng)用到多電平電路，同樣可以實現(xiàn)多電平雙向DC-DC變換器兩端“源”應(yīng)用場合下的開機緩啟動。
權(quán)利要求
1.一種新能源發(fā)電系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的雙邊緩啟動控制方法，其特征是雙向DC-DC變換器啟動后，首先主控開關(guān)管驅(qū)動SI的占空比從零逐漸增大，被控開關(guān)管驅(qū)動為零；主控開關(guān)管驅(qū)動SI達到穩(wěn)定值后，被控開關(guān)管驅(qū)動S2占空比從零逐漸增大到穩(wěn)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新能源發(fā)電系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的雙邊緩啟動控制方法，其特征是所述主控開關(guān)管驅(qū)動的產(chǎn)生過程是輸出電壓反饋值匕與參考電壓基準值接誤差放大器萬/兒輸出電壓反饋值匕與誤差放大器萬/4輸出端串接電阻與電容C，誤差放大器萬/4輸出與鋸齒波Vji4wi經(jīng)第一比較器Comp\迭KM — RS觸發(fā)器；電流源Is與鋸齒波V臟經(jīng)第二比較器仏耶2送入第二忍觸發(fā)器，緩啟動電容G接入電流源Js的輸出端與地之間；時鐘信號#分別接入第一M觸發(fā)器和第二觸發(fā)器的輸入端,第一觸發(fā)器輸出端產(chǎn)生主控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖A ;第二忍觸發(fā)器經(jīng)輸出端產(chǎn)生輔助脈沖久；主控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖A與輔助脈沖久經(jīng)與門輸出主控開關(guān)管驅(qū)動兄。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新能源發(fā)電系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的雙邊緩啟動控制方法，其特征是所述被控開關(guān)管驅(qū)動S2的產(chǎn)生過程是主控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖A經(jīng)非門得到被控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖久，被控開關(guān)管調(diào)節(jié)脈沖久與輔助脈沖久經(jīng)與門輸出被控開關(guān)管驅(qū)動S,。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新能源發(fā)電系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的雙邊緩啟動控制方法，其特征是所述雙向DC-DC變換器的連接方式為，高壓端電容G與高壓端電壓匕并聯(lián)，所述高壓端電容電壓匕正極依次串聯(lián)主控開關(guān)管0和被控開關(guān)管Q2后接入高壓端電容電壓的負極；低壓端電容G與低壓端電壓V1并聯(lián)，所述低壓端電壓Kz正極與電感Z的一端相連，電感Z的另一端接入主控開關(guān)管0和被控開關(guān)管Q2之間的A點，所述低壓端電壓Kz負極與被控開關(guān)管Q2的B點相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新能源發(fā)電系統(tǒng)雙向DC-DC變換器的雙邊緩啟動控制方法，屬于電力電子的脈寬調(diào)制控制技術(shù)領(lǐng)域，該方法是雙向DC-DC變換器啟動后，首先主控開關(guān)管驅(qū)動S1的占空比從零逐漸增大，被控開關(guān)管驅(qū)動為零；主控開關(guān)管驅(qū)動S1達到穩(wěn)定值后，被控開關(guān)管驅(qū)動S2占空比從零逐漸增大到穩(wěn)定，從而避免緩啟動過程中從輸出端“源”引入反向電流，實現(xiàn)雙向DC-DC變換器在兩端“源”運用場合下的開機緩啟動。
文檔編號H02M1/36GK102790520SQ20121027659
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者廖志凌, 徐東, 楊孟雄 申請人:江蘇大學(xué)