专利名称：一种新能源发电系统双向dc-dc变换器的双边缓启动控制方法
技术领域：
本发明属于电力电子的脉宽调制控制技术领域，尤其涉及一种新能源发电系统双向DC-DC变换器的双边缓启动控制方法。
背景技术：
近年来，双向DC-DC变换器在新能源发电系统中得到了广泛的应用，它一般应用在输入端和输出端两端都是“源”的场合，实现能量的双向流动。在双向Buck-Boost直流变换器、双向Buck/Boost直流变换器、双向Cuk直流变换器、双向Zeta-S^ic直流变换器、
双向Forward直流变换器、双向Flyback直流变换器、双向隔离型Cuk直流变换器、双向隔离型Zeta-S^ic直流变换器、双向Push-pull直流变换器、双向Half-bridge直流变换器、双向Full-bridge直流变换器以及它们的组合型拓扑等一族双向DC-DC变换器中，在一定的能量传输方向下，用于调节输出的开关管称之主控开关管，而与之互补开关动作的开关管为被控开关管。传统的缓启动，是将单向DC-DC变换器主控开关管的占空比从零逐渐增大，输出电压、电流逐渐增大至稳定值的过程。对于双向DC-DC变换器在两端都是“源”的场合，如果应用传统缓启动方法，主控开关管的驱动占空比从零逐渐增大，而与之互补开关动作的被控开关管的驱动占空比是从“I”开始减小，从而在缓启动过程中从输出端“源”引入反向电流，可能导致变换器和“源”的损坏。
发明内容
本发明的目的在于针对上述传统缓启动方法应用在双向DC-DC变换器存在的缺陷，提出一种双向DC-DC变换器的双边缓启动控制策略，可以实现双向DC-DC变换器在两端“源”运用场合下的开机缓启动。本发明的技术方案是一种新能源发电系统双向DC-DC变换器的双边缓启动控制方法，其特征是双向DC-DC变换器启动后，首先主控开关管驱动SI的占空比从零逐渐增大，被控开关管驱动为零；主控开关管驱动SI达到稳定值后，被控开关管驱动S2占空比从零逐渐增大到稳定。所述主控开关管驱动S1的产生过程是输出电压反馈值Vf与参考电压基准值Vref接误差放大器万/儿输出电压反馈值匕与误差放大器万/4输出端串接电阻与电容C，误差放大器万/4输出与锯齿波V猜经第一比较器Comp\迭KM — RS触发器；电流源Is与锯齿波Vrampi经第二比较器仏耶2送入第二忍触发器，缓启动电容G接入电流源Js的输出端与地之间；时钟信号#分别接入第一M触发器和第二触发器的输入端,第一触发器输出端产生主控开关管调节脉冲A ;第二忍触发器经输出端产生辅助脉冲久；主控开关管调节脉冲A与辅助脉冲久经与门输出主控开关管驱动兄。所述被控开关管驱动S2的产生过程是主控开关管调节脉冲&经非门得到被控开关管调节脉冲久，被控开关管调节脉冲久与辅助脉冲久经与门输出被控开关管驱动S2。本发明的有益效果是使双向DC-DC变换器开机后，主控开关管驱动的占空比从零逐渐增大，而被控开关管没有驱动；当主控开关管的驱动达到稳定值时，被控开关管驱动出现，其占空比从零开始增大，最终两者驱动互补。同样在主控开关管驱动的占空比从零增大至稳定值的过程中，被控开关管关断，避免了从输出端“源”引入反向电流，实现了双向DC-DC变换器在两端“源”运用场合下的开机缓启动。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明
图I是一种新能源发电系统Buck-Boost双向DC-DC变换器；
图I中的主要符号名称高端电压匕，低端电压Kz，高压端电容Q，低压端电容G，开关管仏和Q2,电感Z，A与B为方便电路表示的节点符号；
图2是本发明的新能源发电系统双向DC-DC变换器双边缓启动控制策略的实现框图；图2中的主要符号名称输出电压反馈，基准电压，误差放大器输出电压V雜，集成电路内部电流源Is,缓启动电容Cs,缓启动电容电压Vs，集成电路内部锯齿波Vmm和Vramfi,主控开关管调节脉冲4，被控开关管调节脉冲久，辅助脉冲Ds,主控开关管驱动兄，被控开关管驱动，误差放大器万/儿比较器仏耶1和仏耶2，集成电路时钟信号#，忍触发器。
具体实施例方式图I为分布式发电系统双向DC-DC变换器电路图。高压端电容G与高压端电压Vji并联，所述高压端电容电压Vh正极依次串联主控开关管0和被控开关管Q2后接入高压端电容电压的负极；低压端电容G与低压端电压Kz并联，所述低压端电压Kz正极与电感Z的一端相连，电感Z的另一端接入主控开关管0和被控开关管Q2之间的A点，所述低压端电压Vl负极与被控开关管Q2的B点相连。图I中，Buck/Boost双向DC- DC变换器工作方式为两个开关管仏、込互补工作。变换器工作在Buck模式下，主控开关管为0，被控开关管为Q2。主控开关管驱动兄作用于主控开关管0，被控开关管驱动S2作用于被控开关管Q20工作在Boost模式下，主控开关管为込，被控开关管为0。主控开关管驱动兄作用于主控开关管Q2,被控开关管驱动S2作用于被控开关管仏。图2为新能源发电系统双向DC-DC变换器的双边缓启动控制策略。新能源发电系统双向DC-DC变换器的双边缓启动控制策略连接方式匕为实际电路检测输出电压反馈值，为参考电压基准值，厶为集成芯片内部产生的电流源，Vrampi和Vmmp2为集成电路内部产生的锯齿波电平信号。输出电压反馈值匕与参考电压基准值接误差放大器万/儿输出电压反馈值匕与误差放大器万/4输出端串接I个电阻与电容C，误差放大器万/4输出与集成芯片内部生成的锯齿波Kmkpi经比较器Cb耶I后送忍触发器，另一路中集成电路内部电流源厶与集成芯片内部生成的锯齿波V臟经比较器仏耶2后送忍触发器，缓启动电容G接入电流源厶的输出端与地之间。两路忍触发器经相同的集成电路时钟信号#产生主控开关管调节脉冲A与辅助脉冲久，主控开关管调节脉冲A与辅助脉冲久经与门输出主控开关管驱动，主控开关管调节脉冲4经非门得到被控开关管调节脉冲久，被控开关管调节脉冲久与辅助脉冲久经与门输出被控开关管驱动S2。图2中，新能源发电系统双向DC-DC变换器的双边缓启动控制策略工作方式输出电压反馈Vf与基准电压Vref的差值经误差放大器万/4放大后输出，Ve4 vo通过比较器Compl与集成电路锯齿波Vmn交截，比较器的输出经忍触发器触发后，给出了主控开关管脉冲B1。集成电路内部电流源Is给外部缓启动电容G充电，缓启动电容电压匕从零线性上升，通过比较器仏耶2与锯齿波Kmkre交截，并经忍触发器触发后，生成占空比从零逐渐增大至I的辅助脉冲久；主控开关管脉冲4反相后得到被控开关管调节脉冲久，主控开关管
调节脉冲4和辅助脉冲久逻辑相与得到主控开关管驱动，被控开关管调节脉冲久和辅助脉冲久逻辑相与得到被控开关管驱动S2。随辅助脉冲久占空比增大，主控开关管驱动兄占空比从零逐渐增大。主控开关管驱动兄达到稳定值后，随辅助脉冲久占空比继续增大，被控开关管驱动S2占空比从零开始增大，最终与主控开关管驱动&互补。多电平双向DC-DC直流变换器，在两端“源”应用场合下，采用传统缓启动同样会存在反向电流的问题。将新能源发电系统双向DC-DC变换器的同步整流延时控制策略推广应用到多电平电路，同样可以实现多电平双向DC-DC变换器两端“源”应用场合下的开机缓启动。
权利要求
1.一种新能源发电系统双向DC-DC变换器的双边缓启动控制方法，其特征是双向DC-DC变换器启动后，首先主控开关管驱动SI的占空比从零逐渐增大，被控开关管驱动为零；主控开关管驱动SI达到稳定值后，被控开关管驱动S2占空比从零逐渐增大到稳定。
2.根据权利要求I所述的一种新能源发电系统双向DC-DC变换器的双边缓启动控制方法，其特征是所述主控开关管驱动的产生过程是输出电压反馈值匕与参考电压基准值接误差放大器万/儿输出电压反馈值匕与误差放大器万/4输出端串接电阻与电容C，误差放大器万/4输出与锯齿波Vji4wi经第一比较器Comp\迭KM — RS触发器；电流源Is与锯齿波V臟经第二比较器仏耶2送入第二忍触发器，缓启动电容G接入电流源Js的输出端与地之间；时钟信号#分别接入第一M触发器和第二触发器的输入端,第一触发器输出端产生主控开关管调节脉冲A ;第二忍触发器经输出端产生辅助脉冲久；主控开关管调节脉冲A与辅助脉冲久经与门输出主控开关管驱动兄。
3.根据权利要求2所述的一种新能源发电系统双向DC-DC变换器的双边缓启动控制方法，其特征是所述被控开关管驱动S2的产生过程是主控开关管调节脉冲A经非门得到被控开关管调节脉冲久，被控开关管调节脉冲久与辅助脉冲久经与门输出被控开关管驱动S,。
4.根据权利要求I所述的一种新能源发电系统双向DC-DC变换器的双边缓启动控制方法，其特征是所述双向DC-DC变换器的连接方式为，高压端电容G与高压端电压匕并联，所述高压端电容电压匕正极依次串联主控开关管0和被控开关管Q2后接入高压端电容电压的负极；低压端电容G与低压端电压V1并联，所述低压端电压Kz正极与电感Z的一端相连，电感Z的另一端接入主控开关管0和被控开关管Q2之间的A点，所述低压端电压Kz负极与被控开关管Q2的B点相连。
全文摘要
本发明公开了一种新能源发电系统双向DC-DC变换器的双边缓启动控制方法，属于电力电子的脉宽调制控制技术领域，该方法是双向DC-DC变换器启动后，首先主控开关管驱动S1的占空比从零逐渐增大，被控开关管驱动为零；主控开关管驱动S1达到稳定值后，被控开关管驱动S2占空比从零逐渐增大到稳定，从而避免缓启动过程中从输出端“源”引入反向电流，实现双向DC-DC变换器在两端“源”运用场合下的开机缓启动。
文档编号H02M1/36GK102790520SQ20121027659
公开日2012年11月21日 申请日期2012年8月6日 优先权日2012年8月6日
发明者廖志凌, 徐东, 杨孟雄 申请人:江苏大学