[发明专利]一种模块化DC/DC变换器的动态控制方法

说明书

本发明涉及模块化DC/DC变换器领域，具体为一种模块化DC/DC变换器的动态控制方法。DC/DC并联系统包括多个DC/DC变换器、同步线和CAN总线；当其中一个DC/DC变换器作为主设备时，则该主设备的同步信号输出端连接到同步线上，DC/DC并联系统中的其他设备的同步输入端连接到该同步线上，让主设备给系统的其他设备提供同步信号；通过移相实现各设备交错并联。本发明实现了并联DC\DC设备地址自动管理，可以动态的增加或者减少DC\DC设备而不影响交错控制，并联系统的任何设备都可以作为主设备，且可以实现动态切换。

技术领域

本发明涉及模块化DC/DC变换器领域，具体为一种模块化DC/DC变换器的动态控制方法。

背景技术

目前太阳能、氢能等新能源已经开始广泛使用，且具有广阔的发展前景，这类新能源发电系统的特点是采用直流电压输出，输出电压的大小各不相同且随时发生变化，为了使这类系统输出稳定的给定电压或电流，DC/DC变换器就成为了这类新能源系统必不可少的设备。由于系统功率等级各不相同，因此每个系统都需要不同功率的DC/DC变换器，若每次都重新开发，显然会造成大量的人力、物力资源的浪费，且单个DC/DC的功率也受到功率器件的限制，尤其是第四代半导体SiC器件，单管功率小、体积小的器件更具优势；因而采用小功率DC/DC模组并联构成大容量系统的方案得到了广泛的应用。

DC/DC变换器内部功率器件高频斩波产生大量谐波，为了减小谐波,需要采用更多的滤波电路或者使用交错并联的方案，但增加滤波电路会增加DC/DC变换器的成本和体积，因此交错并联的方案被广泛研究，交错并联降低纹波的效果已经得到了大量的理论和实践验证，但常规交错并联方案仅用于在单控制器的单个独立DC\DC内部，且只适用于固定并联支路的情形，如专利“用于交错并联式开关电源的控制电路”(专利号：CN201410012510.0)公开了一种用于单电源内部的交错并联的控制电路方案，但该方案不适用于多设备之间的动态交错并联；目前应用于DC/DC变换器之间动态交错并联的方案很少被研究，且技术复杂，难以实际应用。

当系统的输出功率发生变化时，需要动态控制投入工作的设备数量，使投入工作的设备尽量工作在额定工作点，以提供整个系统的效率。当并联运行的DC/DC变换器出现某台设备发生故障或者增减并联的DC/DC设备时，并联系统也需要动态调整投入工作的设备数量。

基于以上现状，如果能够实现DC/DC模块并联时动态交错控制和DC/DC变换器之间功率动态调整，则并联DC/DC将显著的降低并联端纹波和提高转换效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：当前应用于DC/DC变换器之间动态交错并联的方案很少被研究，部分理论方案技术复杂，难以实际应用，且无法同时满足动态交错并联、功率动态分配让每个投入工作的DC/DC都工作在额定工作点等问题。

一种模块化DC/DC变换器的动态控制方法，DC/DC并联系统包括多个DC/DC变换器、同步线和CAN总线；特征在于：DC/DC变换器包含一个同步信号输入端口，一个同步信号输出端口，一个CAN总线端口，当其中一个DC/DC变换器作为主设备时，则该主设备的同步信号输出端连接到同步线上，DC/DC并联系统中的其他设备的同步输入端连接到该同步线上，让主设备给系统的其他设备提供同步信号；该同步信号在DC/DC变换器主设备的每个PWM周期开始时发送一个脉冲，其他设备则将各自的移相相位值写入PWM计数器，通过移相实现各设备交错并联；

DC/DC变换器还包含有CAN总线，CAN总线连接所有的DC/DC变换器，主设备对系统内的其他设备进行设备动态接入、设备动态离线、设备地址动态分配、功率控制等管理，系统内的任何设备都可以成为主设备，主设备与从设备的差异在于以下两点，其一是主设备的地址为0，其二是主设备的同步输出线连接到同步线上,系统第一次投入运行时，主设备可以通过DC/DC变换器上的开关设定或者通过CAN总线将设备地址设定为0实现；

DC/DC并联系统还包括如下控制步骤：