一种双向稳压电路的控制方法和功率变换器与流程

本技术涉及电力功率变换，尤其涉及一种双向稳压电路的控制方法和功率变换器。

背景技术：

1、在高压功率变换中，传统的两电平变换技术受限于成本和设计难度，而飞跨电容三电平技术虽然解决了部分问题，但在控制飞跨电容电压稳定性方面仍存在挑战。尤其是在小电流工作状态下控制不稳定，可能导致飞跨电容电压大幅波动甚至损坏功率器件，影响系统的可靠性和经济性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例提供一种双向稳压电路的控制方法和功率变换器，可以提高电路在小电流工作状态下的稳定性。

2、第一方面，本技术实施例提供一种双向稳压电路的控制方法，所述双向稳压电路包括并联的第一三电平转换器和第二三电平转换器，所述第一三电平转换器包括第一飞跨电容，所述第二三电平转换器包括第二飞跨电容；所述方法包括：

3、获取所述第一飞跨电容的第一电压波动值和所述第二飞跨电容的第二电压波动值；

4、根据所述第一电压波动值和所述第二电压波动值确定对应每个三电平转换器的控制策略，并基于所述控制策略控制所述第一三电平转换器和所述第二三电平转换器，以调节所述双向稳压电路的输出电压。

5、在一些实施方式中，所述双向稳压电路包括干路电流采样器；所述根据所述第一电压波动值和所述第二电压波动值确定对应每个三电平转换器的控制策略，包括：

6、若任一所述电压波动值不属于预设波动范围时，获取所述干路电流采样器的干路电流采样值，并根据所述干路电流采样值和当前所述双向稳压电路的电流状态确定采用波动控制策略，其中，所述波动控制策略包括降压稳压控制策略、升压稳压控制策略和升降压稳压控制策略；

7、若所有所述电压波动值均属于所述预设波动范围时，则确定采用非波动控制策略。

8、在一些实施方式中，所述电流状态包括升压放电状态和降压充电状态；所述根据所述干路电流采样值和当前电流状态确定所述控制策略，包括：

9、若所述当前电流状态为所述降压充电状态，且所述干路电流采样值不小于预设电流阈值，则确定所述控制策略为所述降压稳压控制策略；

10、若所述当前电流状态为所述升压放电状态，且所述干路电流采样值不大于预设反相电流阈值，则确定所述控制策略为所述升压稳压控制策略；

11、若所述当前电流状态为所述降压充电状态且所述干路电流采样值小于所述预设电流阈值，或所述当前电流状态为所述升压放电状态且所述干路电流采样值大于预设反相电流阈值，则确定所述控制策略为所述升降压稳压控制策略。

12、在一些实施方式中，所述第一三电平转换器和所述第二三电平转换器结构相同；所述第一三电平转换器包括由第一开关管和第二开关管串联组成的干路开关管组，和由第三开关管和第四开关管串联组成的支路开关管组；所述第一飞跨电容的第一端连接所述干路开关管组，所述第一飞跨电容的第二端连接所述支路开关管组；所述第二三电平转换器中的所述第二飞跨电容、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管的位置，分别与所述第一飞跨电容、所述第一开关管至所述第四开关管的位置依次对应；

13、所述降压稳压控制策略包括：

14、若所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容均处于欠压状态时，控制所述第一开关管、所述第三开关管、所述第五开关管和所述第七开关管闭合，以使所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容充电；

15、若所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容均处于过压状态时，控制所述第二开关管、所述第四开关管、所述第六开关管和所述第八开关管闭合，以使所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容放电。

16、在一些实施方式中，所述第一三电平转换器和所述第二三电平转换器均包括一干路电感；对所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容充电后，还包括：

17、控制所述第三开关管、所述第四开关管、所述第七开关管和所述第八开关管闭合，以使每个所述干路电感续流。

18、在一些实施方式中，所述第一三电平转换器和所述第二三电平转换器结构相同；所述第一三电平转换器包括由第一开关管和第二开关管串联组成的干路开关管组，和由第三开关管和第四开关管串联组成的支路开关管组；所述第一飞跨电容的第一端连接所述干路开关管组，所述第一飞跨电容的第二端连接所述支路开关管组；所述第二三电平转换器中的所述第二飞跨电容、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管的位置，分别与所述第一飞跨电容、所述第一开关管至所述第四开关管的位置依次对应；

19、所述升压稳压控制策略包括：

20、若所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容均处于欠压状态时，控制所述第二开关管、所述第四开关管、所述第六开关管和所述第八开关管闭合，以对所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容充电；

21、若所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容均处于过压状态时，控制所述第一开关管、所述第三开关管、所述第五开关管和所述第七开关管闭合，以使所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容放电。

22、在一些实施方式中，所述第一三电平转换器和所述第二三电平转换器均包括一干路电感；对所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容充电后，还包括：

23、控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第五开关管和所述第六开关管闭合，以使每个所述干路电感续流。

24、在一些实施方式中，所述第一三电平转换器和所述第二三电平转换器结构相同；所述第一三电平转换器包括由第一开关管和第二开关管串联组成的干路开关管组，和由第三开关管和第四开关管串联组成的支路开关管组；所述第一飞跨电容的第一端连接所述干路开关管组，所述第一飞跨电容的第二端连接所述支路开关管组；所述第二三电平转换器中的所述第二飞跨电容、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管的位置，分别与所述第一飞跨电容、所述第一开关管至所述第四开关管的位置依次对应；

25、所述升降压稳压控制策略包括：

26、若所述第一飞跨电容处于稳定状态，且所述第二飞跨电容处于欠压状态时，控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第六开关管和所述第八开关管闭合，以使所述第二飞跨电容充电；

27、若所述第一飞跨电容处于稳定状态，且所述第二飞跨电容均处于过压状态时，控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第五开关管和所述第七开关管闭合，以使所述第二飞跨电容放电；

28、若所述第一飞跨电容处于欠压状态，且所述第二飞跨电容均处于稳定状态时，控制所述第一开关管、所述第三开关管、所述第五开关管和所述第六开关管闭合，以使所述第一飞跨电容充电；

29、若所述第一飞跨电容处于过压状态，且所述第二飞跨电容均处于稳定状态时，控制所述第二开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第六开关管闭合，以使所述第一飞跨电容放电；

30、若所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容均处于欠压状态时，控制所述第一开关管、所述第三开关管、所述第六开关管和所述第八开关管闭合，以使所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容充电；

31、若所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容均处于过压状态时，控制所述第二开关管、所述第四开关管、所述第五开关管和所述第七开关管闭合，以使所述第一飞跨电容和所述第二飞跨电容放电；

32、若所述第一飞跨电容处于欠压状态，且所述第二飞跨电容均处于过压状态时，控制所述第一开关管、所述第三开关管、所述第五开关管和所述第七开关管闭合，以使所述第一飞跨电容充电和所述第二飞跨电容放电；

33、若所述第一飞跨电容处于过压状态，且所述第二飞跨电容均处于欠压状态时，控制所述第二开关管、所述第四开关管、所述第六开关管和所述第八开关管闭合，以使所述第一飞跨电容放电和所述第二飞跨电容充电。

34、在一些实施方式中，所述第一三电平转换器包括第一电流采样器，所述第二三电平转换器包括第二电流采样器；所述干路电流采样器用于获取干路输出的干路电流值；

35、所述升降压稳压控制策略包括：

36、当所述双向稳压电路处于充电输出状态时，对所述第一三电平转换器和所述第二三电平转换器进行控制，使得所述第二电流采样器的第二采样电流为第二预设电流值，以及使得所述第一电流采样器的第一采样电流为所述干路电流值与所述第二预设电流值之差；其中，所述干路电流值为第三预设电流值，所述第三预设电流值小于所述预设电流阈值；

37、当所述双向稳压电路处于放电输入状态时，对所述第一三电平转换器和所述第二三电平转换器进行控制，使得所述第一电流采样器的第一采样电流为第一预设电流值，以及使得所述第二电流采样器的第二采样电流为所述干路电流值与所述第一预设电流值之差；其中，所述干路电流值为第三预设反相电流值，所述第三预设反相电流值大于预设反相电流阈值。

38、第二方面，本技术的实施例还提出一种功率变换器，包括控制器和双向稳压电路；所述控制器按照上述的双向稳压电路的控制方法控制所述双向稳压电路。

39、本技术的实施例具有如下有益效果：

40、本技术实施例提供一种双向稳压电路的控制方法，双向稳压电路包括并联的第一三电平转换器和第二三电平转换器，第一三电平转换器包括第一飞跨电容，第二三电平转换器包括第二飞跨电容。通过获取第一飞跨电容的第一电压波动值和第二飞跨电容的第二电压波动值；再根据第一电压波动值和第二电压波动值确定对应每个三电平转换器的控制策略，并基于控制策略控制第一三电平转换器和第二三电平转换器，以调节双向稳压电路的输出电压。本技术不仅实现飞跨电容电压的稳定控制，还提高电路的稳定性和可靠性，具备较高的便捷性、经济性和安全性。