一种移相全桥变压器原边中点电流采样系统及控制方法与流程

1.本发明涉及移相全桥dcdc变换器领域，特别是涉及一种移相全桥变压器原边中点电流采样系统及控制方法。


背景技术：

2.随着电动新能源汽车的推广，电力电子技术深度融合进汽车相关产业。直流转直流技术（dc/dc）在电动新能源汽车上应用日趋广泛，其中在纯电汽车上的dc/dc使用最广的便是移相全桥dcdc变换器，可实现动力电池或汽车车载充电器的高压直流转低压直流，为车载低压蓄电池和车载低压用电设备供电。现有的移相全桥控制方式可分为电压模式控制和电流模式控制。
3.（1）电压模式控制下，只对输出电压采样，采样反馈值与参考电压的误差送入控制器，控制计算输出为移相全桥的两个桥臂的相对移相值，通过调节两个桥臂的相位实现输出电压的实时控制。然而现有的电压模式控制为单环控制，其响应速度慢，稳定性差，在大信号变化时会产生振荡，严重时会造成功率管损坏等故障。
4.（2）电流模式控制下，保留外环电压采样反馈，在内环引入电压反馈调节，电流控制器输入端使用采样电流与电压外环输出信号比较后输入电流控制器，以此来控制输出两个桥臂的相对移相值，使输出的峰值电流跟随误差电压变化，这种方式也成为电压电流双环控制，然而该种控制方式虽然可以调节输出电压的幅值，但是不能对输出电流或输出功率进行控制，且电流模式控制对噪声十分敏感，会在输出电压上叠加噪声。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的不足与缺陷，公开一种新型的数字控制方法。一种移相全桥变压器原边中点电流采样系统及控制方法，采用电压电流环选择控制，移相全桥变压器设置两个采样点：一个采样点采样移相全桥变压器输出电压，一个采样点采样移相全桥变压器原边中点电流值。
6.电压环控制使用给定输出电压与输出电压采样反馈值的差值作为控制器输入，控制器输出为移相全桥两个桥臂驱动的相对移相值。
7.电流环控制使用移相全桥的原边中点电流的给定与采样反馈作为控制器输入，控制器输出为移相全桥两个桥臂驱动的相对移相值，控制输出表现为输出电流幅值，同时对输出功率进行限制。在有过压或者过流输出时，控制器通过选择功率输出较小者进行控制，使输出功率不会超过最大值。
8.采用上述方案后，本发明具有以下优点：（1）移相全桥闭环输出抗干扰能力和动态响应提高；（2）利用电流控制进行过流保护，无需增加过流保护电路；（3）可调输出功率限额。
附图说明
9.图1为本发明的移相全桥变压器原边中点电流采样系统电路图；图2为本发明所提供的基于原边中点电流的移相全桥dcdc变换器控制框图；图3为本发明所提供的移相全桥dcdc变换器原边中点采样图；图4为本发明所提供的控制流程图。
具体实施方式
10.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
11.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
12.图1是移相全桥变压器原边中点电流采样系统电路图，移相全桥变压器设置两个采样点，一个采样点采样移相全桥变压器输出电压，一个采样点采样移相全桥变压器原边中点电流值，通过控制器计算输出驱动信号驱动四个开关管；图2是基于原边中点电流的移相全桥dcdc变换器控制框图，一种移相全桥变压器原边中点电流采样及控制技术采用电压电流环选择控制；图3是移相全桥dcdc变换器原边中点采样图，如图所示，所用开关pwm驱动频率固定，pwm占空比50%，开关q1和q3互补导通，驱动间有一个死区防止同一峭壁开关直通短路；q2和q4也为互补导通。q1和q4驱动存在一个移相角θ，通过控制移相角可以控制dcdc的输出功率。原边中点电流采样与q1开关pwm驱动同步，采样触发由软件实现，触发点对应的pwm计数点为：数点为：：原边中点电流期望采样点对应时钟计数点：pwm的50%占空比对应时钟计数点程序控制每个周期在计数器计数值达到时触发一次电流采样，得到原边中点电流实时值采样值。
13.图4是控制流程图，控制器计算具体步骤：步骤1：设置输出电压和输出电流参考值，初始化原边中点电流采样触发点；步骤2：根据输出电流参考值计算原边中点电流参考值；步骤3：读取移相全桥输出电压和原边中点电流采样值；步骤4：计算输出电压参考值与输出电压采样误差；步骤5：计算原边中点电流参考值与原边中点电流采样误差；
步骤6：根据输出电压参考值与输出电压采样误差和原边中点电流参考值与原边中点电流采样误差分别计算一个下一控制周期驱动两桥臂的相对移相值；步骤7：更新原边中点电流采样触发点；步骤8：取步骤6中输出较小值输出到开关管。
14.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
15.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。


技术特征：
1.一种移相全桥变压器原边中点电流采样系统，其特征在于：包括移相全桥变压器，所述移相全桥变压器设置两个采样点，通过控制器计算输出驱动信号驱动四个开关管。2.如权利要求1所述的移相全桥变压器原边中点电流采样系统，其特征在于：一个所述采样点采样移相全桥变压器输出电压，另一个采样点采样移相全桥变压器原边中点电流值。3.如权利要求1至2任意一项所述移相全桥变压器原边中点电流采样系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1：设置输出电压和输出电流参考值，初始化原边中点电流采样触发点；步骤2：根据输出电流参考值计算原边中点电流参考值；步骤3：读取移相全桥输出电压和原边中点电流采样值；步骤4：计算输出电压参考值与输出电压采样误差；步骤5：计算原边中点电流参考值与原边中点电流采样误差；步骤6：根据输出电压参考值与输出电压采样误差和原边中点电流参考值与原边中点电流采样误差分别计算一个下一控制周期驱动两桥臂的相对移相值；步骤7：更新原边中点电流采样触发点；步骤8：取步骤6中输出较小值输出到开关管。

技术总结
本发明实施例公开了一种移相全桥变压器原边中点电流采样系统及控制方法，控制技术采用电压电流环选择控制，设置两个采样点：一个采样点采样移相全桥变压器输出电压，一个采样点采样移相全桥变压器原边中点电流值。本发明实施提供的技术方案可以提高移相全桥闭环输出抗干扰能力和动态响应能力，利用电流控制进行过流保护，无需增加过流保护电路，并可以调整输出功率限额。整输出功率限额。整输出功率限额。


技术研发人员：袁琨 袁春海 郭忠涵 夏自宏
受保护的技术使用者：创驱（上海）新能源科技有限公司
技术研发日：2022.01.24
技术公布日：2022/5/10