[发明专利]一种用于三电平直流变换器的复合控制器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种用于三电平直流变换器的复合控制器及其复合控制方法与能量控制方法。所述控制单元接收滤波电感电流、三电平直流变换器的输出电压和三电平直流变换器的输出电流，所述控制单元向状态切换单元发送电压信号，所述状态切换单元向选取单元发送电压信号，所述选取单元向反向弹跳单元和比较单元发送电压信号，所述比较单元向状态切换单元Ⅱ和分析单元发送电压信号。本发明能量均衡控制器可以大大抑制这种中点电压不平衡的情况，因此非常适合控制器的均压控制要求。

技术领域

本发明属于电力电子变换技术领域，具体涉及到一种用于三电平直流变换器的复合控制器及其复合控制方法与能量控制方法。

背景技术

三电平DC/DC变换器由于具有适合高压大功率，功率密度高，效率高等优点，受到工程师和学者的广泛青睐，而三电平全桥变换器相比较同类的全桥隔离变换器，能够选用参数更小的中频变压器和滤波装置，缩小变换器模块体积，实现装置小型化。另外三电平全桥变换器具有更高的输入阻抗，更加适合级联运行。但是此类变换器采用均压电容来产生多种电平时会因线路阻抗等的影响而产生交替放电不均衡。这样会导致电容损坏甚至会导致中点引出电压不对称，恶化输出稳态性能指标，使系统效率降低。

发明内容

本发明提供一种应用于三电平直流变换器中点电压平衡的能量均衡控制方法，采用复合控制手段来实现三电平直流变换器的闭环控制，使得三电平直流变换器能够稳定运行。当系统稳定运行时由于线路阻抗的影响会导致C1、C2产生电压偏差，这会导致中点电压不对称，所以采用一种能量均衡控制的手段来抑制两均压电容的偏差。

本发明通过以下技术方案实现：

一种用于三电平直流变换器的复合控制器，所述复合控制器包括控制单元、状态切换单元、选取单元、反向弹跳单元、比较单元、分析单元，所述控制单元接收滤波电感电流、三电平直流变换器的输出电压和三电平直流变换器的输出电流，所述控制单元向状态切换单元发送电压信号，所述状态切换单元向选取单元发送电压信号，所述选取单元向反向弹跳单元和比较单元发送电压信号，所述比较单元向状态切换单元Ⅱ和分析单元发送电压信号。

进一步的，所述控制单元包括权重控制器和预测控制器，所述权重控制器接收滤波电感电流信号和三电平直流变换器的输出电压信号，所述预测控制器接收滤波电感电流信号、三电平直流变换器的输出电流和三电平直流变换器的输出电压信号；

所述状态切换单元包括状态切换模块Ⅰ，所述权重控制器和预测控制器均向状态切换模块Ⅰ发送电压信号；

所述选取单元包括最优波形选取器，所述状态切换模块Ⅰ向最优波形选取器发送电压信号，所述最优波形选取器向备选电压1和比较单元的比较器发送电压信号，所述最优波形选取器同时接收三电平直流变换器的输出电压信号；

所述反向弹跳单元包括目标反向弹跳器，所述最优波形选取器向目标反向弹跳器发送电压信号，所述目标反向弹跳器向备选电压2发送电压信号，所述目标反向弹跳器同时接收三电平直流变换器的输出电压信号；

所述比较单元包括比较器，所述比较器向状态切换单元Ⅱ的状态切换模块Ⅱ、分析单元的误差分析选择器发送电压信号，所述比较器同时接收三电平直流变换器的输出电压信号；

所述分析单元包括误差分析选择器和状态切换模块Ⅱ，所述状态切换模块Ⅱ向分析单元的误差分析选择器发送电压信号，所述状态切换模块Ⅱ同时接收三电平直流变换器的输出电压信号和备选电压2的电压信号；所述误差分析选择器同时接收状态切换模块Ⅱ和备选电压1的电压信号，所述误差分析选择器输出最优电压。