变换器控制电路及方法与流程

本发明涉及电机驱动，尤其涉及一种变换器控制电路及方法。

背景技术：

1、随着电机驱动技术以及功率变换器的高速发展，功率变换器也在各个领域的使用也越来越多，同时也对于功率变换器的精准控制和准确输出也越来越重视。

2、传统的功率变换器控制方式是通过加入有源阻尼的控制方式来抑制lc滤波器与电机电感产生的谐振峰，其中有源阻尼的控制方式是采用电容电流作为反馈量实现输出开关器件的脉冲驱动。这种功率变换器控制方式存在很大的缺陷，加入电容电流作为反馈量不会增加功率变换器对电源波动以及死区效应等扰动的抑制能力，同时在并联使用时无法主动均流。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提出一种变换器控制电路及方法，旨在有效抑制电源波动以及死区效应，提高功率变换器控制的准确性。

2、为实现上述目的，本发明提供一种变换器控制电路，所述变换器控制电路包括控制模块和至少一个功率变换器电路，所述控制模块包括负载电流控制器、负载电压控制器、至少一个内环电流控制器和至少一个pwm调制单元；

3、所述负载电流控制器、所述负载电压控制器、所述内环电流控制器和所述pwm调制单元依次连接；所述pwm调制单元与所述功率变换器电路中的开关器件连接；

4、所述负载电流控制器用于根据参考电流和所述功率变换器电路的负载电流输出第一负载电压指令，所述负载电压控制器用于根据所述第一负载电压指令和所述功率变换器电路的负载电压输出电容电流指令，所述内环电流控制器用于根据所述电容电流指令和所述功率变换器电路的负载电流输出第二负载电压指令，所述pwm调制单元用于根据所述第二负载电压指令和所述功率变换器电路的负载电压输出驱动信号，并根据所述驱动信号驱动所述开关器件。

5、可选地，所述功率变换器电路包括第一减法器、第二减法器、第三减法器和第一加法器，所述第一减法器的第一输入端与所述参考电流连接，所述第一减法器的第二输入端与所述功率变换器电路连接，所述第一减法器的输出端与所述负载电流控制器的输入端连接，所述负载电流控制器的输出端与所述第二减法器的第一输入端连接，所述第二减法器的第二输入端与所述功率变换器电路连接，所述第二减法器的输出端与所述负载电压控制器的输入端连接，所述负载电压控制器的输出端与所述第三减法器的第一输入端连接，所述第三减法器的第二输入端与所述功率变换器电路连接，所述第三减法器的输出端与所述内环电流控制器的输入端连接，所述内环电流控制器的输出端与所述第一加法器的第一输入端连接，所述第一加法器的第二输入端与所述功率变换器电路连接，所述第一加法器的输出端与所述pwm调制单元连接。

6、可选地，当所述内环电流控制器为电感电流控制器时，所述功率变换器电路还包括第二加法器，所述第二加法器的第一输入端与所述负载电压控制器的输出端连接，所述第二加法器的第二输入端与所述功率变换器电路连接，所述第二加法器的输出端与所述第三减法器的第一输入端连接；

7、所述功率变换器电路的负载电流包括第一负载电流和第二负载电流，所述负载电流控制器用于根据参考电流和所述第一负载电流输出第一负载电压指令，所述电感电流控制器用于根据所述电容电流指令、所述第一负载电流和所述第二负载电流输出第二负载电压指令。

8、可选地，当所述内环电流控制器为电容电流控制器时，所述功率变换器电路的负载电流包括第一负载电流和第三负载电流，所述负载电流控制器用于根据参考电流和所述第一负载电流输出第一负载电压指令，所述内环电流控制器用于根据所述电容电流指令和所述第三负载电流输出第二负载电压指令。

9、可选地，所述至少一个功率变换器电路包括相互并联的第一功率变换器电路和第二功率变换器电路，所述至少一个pwm调制单元包括第一pwm调制单元和第二pwm调制单元；

10、当所述内环电流控制器为电感电流控制器时，所述至少一个内环电流控制器包括第一电感电流控制器和第二电感电流控制器，所述变换器控制电路包括除法器、第四减法器和第三加法器，所述第二加法器的输出端、所述除法器、所述第三减法器、所述第一电感电流控制器、所述第一加法器和所述第一pwm调制单元依次连接，所述除法器的输出端、所述第四减法器、所述第二电感电流控制器、所述第三加法器和所述第二pwm调制单元依次连接，所述第四减法器的第二输入端与所述第二功率变换器电路连接，所述第三加法器的第二输入端与所述第一功率变换器电路连接，所述第一pwm调制单元与所述第一功率变换器电路中的第一开关器件连接，所述第二pwm调制单元与所述第二功率变换器电路中的第二开关器件连接；

11、所述除法器用于根据所述电容电流指令和第一负载电流确定均流电流指令，所述第一电感电流控制器用于根据所述均流电流指令和所述第一功率变换器电路的第二负载电流输出第二负载电压指令，所述第一pwm调制单元用于根据所述第二负载电压指令和所述第一功率变换器电路的负载电压输出第一驱动信号，并根据所述第一驱动信号驱动所述第一开关器件；

12、所述第二电感电流控制器用于根据所述均流电流指令和所述第二功率变换器电路的第二电感电流输出第三负载电压指令，所述第二pwm调制单元用于根据所述第三负载电压指令和所述第一功率变换器电路的负载电压输出第二驱动信号，并根据所述第二驱动信号驱动所述第二开关器件。

13、可选地，所述至少一个功率变换器电路包括相互并联的第一功率变换器电路和第二功率变换器电路，所述至少一个pwm调制单元包括第一pwm调制单元和第二pwm调制单元；当所述内环电流控制器为电容电流控制器时，所述至少一个内环电流控制器包括第一电容电流控制器和第二电容电流控制器，所述负载电压控制器的输出端、所述除法器、所述第三减法器、所述第一电容电流控制器、所述第一加法器和所述第一pwm调制单元依次连接，所述除法器的输出端、所述第四减法器、所述第二电容电流控制器、所述第三加法器和所述第二pwm调制单元依次连接；

14、所述除法器用于根据所述电容电流指令确定均流电流指令，所述第一电容电流控制器用于根据所述均流电流指令和所述第一功率变换器电路的第三负载电流输出第二负载电压指令，所述第一pwm调制单元用于根据所述第二负载电压指令和所述第一功率变换器电路的负载电压输出第一驱动信号，并根据所述第一驱动信号驱动所述第一开关器件；

15、所述第二电容电流控制器用于根据所述均流电流指令和所述第二功率变换器电路的第二电容电流输出第三负载电压指令，所述第二pwm调制单元用于根据所述第三负载电压指令和所述第一功率变换器电路的负载电压输出第二驱动信号，并根据所述第二驱动信号驱动所述第二开关器件。

16、可选地，所述第一功率变换器电路包括供电电源、第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第一电感、第二电感、第一电容和负载端口；

17、所述供电电源的正极依次与所述第二功率变换器电路、所述第一开关器件的漏极和所述第二开关器件的漏极连接，所述供电电源的负极依次与所述第二功率变换器电路、所述第三开关器件的源极和所述第四开关器件的源极连接，所述第一开关器件的栅极、所述第二开关器件的栅极、所述第三开关器件的栅极和所述第四开关器件的栅极分别与所述第一pwm调制单元连接，所述第一开关器件的源极依次与所述第一电感的第一端和所述第三开关器件的漏极连接，所述第二开关器件的源极依次与所述第二电感的第一端和所述第四开关器件的漏极连接，所述第一电感的第二端依次与所述第一电容的第一端、所述第一减法器第二输入端、所述第二加法器的第二输入端、所述第二功率变换器电路和所述负载端口的正极连接，所述第二电感的第二端依次与所述第一电容的第二端、所述第二功率变换器电路和所述负载端口的负极连接，所述第一电容的第一端和第一电容的第二端的电压作为负载电压与所述第二减法器的第二输入端、所述第一加法器的第二输入端和第三加法器的第二输入端连接。

18、可选地，当所述内环电流控制器为电感电流控制器时，所述第一电感的第二端依次与所述第三减法器的第二输入端和所述第一电容的第一端连接，所述第二功率变换器电路的第三电感的第二端依次与所述第四减法器的第二输入端和所述第二功率变换器电路的第二电容的第一端连接；

19、当所述内环电流控制器为电感电流控制器时，所述第一电容的第二端依次与所述第三减法器的第二输入端和所述第二电感的第二端连接，所述第二功率变换器电路的第二电容的第二端依次与所述第四减法器的第二输入端和所述第二功率变换器电路的第四电感的第二端连接。

20、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种变换器控制方法，所述变换器控制方法应用于所述变换器控制电路，所述变换器制方法的步骤，包括：

21、确定所述变换器控制电路中的功率变换器电路；

22、若所述变换器控制电路中包括一个所述功率变换器电路，则采集所述功率变换器电路的负载电压和负载电流；

23、根据所述负载电流中的第一负载电流和预设参考电流确定第一负载电压指令；

24、根据所述第一负载电压指令和所述负载电压确定电容电流指令，并确定所述电容电流指令和所述负载电流对应的第二负载电压指令；

25、确定所述第二负载电压指令和所述负载电压对应的驱动信号，并基于所述驱动信号驱动对应的开关器件；

26、所述确定所述电容电流指令和所述负载电流应的第二负载电压指令包括：

27、当内环电流控制器为电感电流控制器时，则确定所述负载电流中的所述第一负载电流和第二负载电流，根据所述电容电流指令、所述第一负载电流和所述第二负载电流确定第二负载电压指令；

28、当内环电流控制器为电容电流控制器时，则确定所述负载电流中的所述第三负载电流，根据所述电容电流指令和所述第三负载电流确定第二负载电压指令。

29、可选地，确定所述变换器控制电路中的功率变换器电路的步骤之后，所述方法还包括：

30、若所述变换器控制电路包括相互并联的第一功率变换器电路和第二功率变换器电路，则采集所述第一功率变换器电路中的负载电压和负载电流，所述第二功率变换器电路中的支路负载电流，并根据所述负载电流中的第一负载电流和预设参考电流确定第一负载电压指令；

31、根据所述第一负载电压指令和所述负载电压确定电容电流指令，并确定所述电容电流指令对应的均流电流指令；

32、根据所述均流电流指令和所述负载电流确定第二负载电压指令，并根据所述第二负载电压指令和所述负载电压确定第一驱动信号，并基于所述第一驱动信号驱动对应的第一开关器件；

33、根据所述均流电流指令和所述支路负载电流确定第三负载电压指令，并根据所述第三负载电压指令和所述负载电压确定第二元器件驱动信号，并基于所述第二驱动信号驱动对应的第二开关器件。

34、本发明提供了一种变换器控制电路，该电路包括控制模块和至少一个功率变换器电路，所述控制模块包括负载电流控制器、负载电压控制器、至少一个内环电流控制器和至少一个pwm调制单元；所述负载电流控制器、所述负载电压控制器、所述内环电流控制器和所述pwm调制单元依次连接；所述pwm调制单元与所述功率变换器电路中的开关器件连接；所述负载电流控制器用于根据参考电流和所述功率变换器电路的负载电流输出第一负载电压指令，所述负载电压控制器用于根据所述第一负载电压指令和所述功率变换器电路的负载电压输出电容电流指令，所述内环电流控制器用于根据所述电容电流指令和所述功率变换器电路的负载电流输出第二负载电压指令，所述pwm调制单元用于根据所述第二负载电压指令和所述功率变换器电路的负载电压输出驱动信号，并根据所述驱动信号驱动所述开关器件。

35、通过负载电流控制器、负载电压控制器和内环电流控制器依次依据功率变换器电路中的负载电流和负载电压进行对应控制器计算，最终得到第二负载电压指令，并基于第二负载电压指令在pwm调制单元进行调制得到驱动信号，最终根据驱动信号驱动开关器件。从而避免了现有技术中电源波动以及死区效应的抑制效果差的现象发生，通过功率变换器电路中的负载电流和负载电压对功率变换器电路进行反馈控制进而可以有效抑制电源波动以及死区效应，进而提高了功率变换器控制的准确性。