[发明专利]一种基于双载波调制的H桥双向DC-DC调制策略

摘要

本发明公开了一种基于双载波调制的非隔离型H桥双向DC‑DC变换器调制策略。它包括以下步骤：通过电压传感器测量直流母线电压V_DC与给定值V_ref比较做差；将得到的差值经过电压环PI模块作为电流参考值I_ref；将电流参考值I_ref与通过电流传感器测得的电感电流I_l比较做差；将得到的差值经过电流环PI模块，通过双三角载波信号调制得到所需的PWM波；将此PWM波作为开关管脉冲驱动信号控制开关管的导通与关断，使开关管工作在占空比连续状态。本发明使H桥双向DC‑DC变换器在模式切换时开关管占空比由断续状态变为连续化，简化控制过程，开关进行模式切换时电压过冲变小，调节时间变短。

主权项

1.一种基于双载波调制的非隔离型H桥双向DC‑DC变换器调制策略，包括以下步骤：step1:通过电压传感器测量非隔离型H桥双向DC‑DC变换器直流母线电压V_DC与给定值V_ref比较做差；step2:将得到的差值经过电压环PI模块作为电流参考值I_ref；step3:将电流参考值I_ref与通过电流传感器测得的电感电流I_l比较做差；step4:将得到的差值经过电流环PI模块，通过双三角载波信号调制得到所需的PWM波；step5:将此PWM波作为开关管脉冲驱动信号控制开关管的导通与关断；根据驱动模式和开关状态，采用电压和电流经过各自的双闭环控制，来选择工作模式；引入双载波信号调制策略，且建立开关管占空比连续化模型，实现快速平滑的自动模式切换；依据H桥电路拓扑，Q1、Q2，Q3、Q4分别使用互补对称驱动信号，通过整合，四种模式控制可简化成两种模式控制；由buck和boost工作原理知，直流母线电压V_DC和电池电压V₁关系为：V_DC＝V₁·d₁ buck模式boost模式开关管Q1的占空比0<d1<1，Q4的占空比0<d2<1，当直流母线电压V_DC与电池电压V₁相等时，Buck模式与Boost模式进行切换时，开关管占空比为断续状态；如果将d2上移1，在双载波调制策略中就可以得到连续化开关占空比切换模式；在H桥双向DC‑DC变换器工作于模式切换状态时，将占空比d分成0到1和1到2两部分，当0<d<1，此时进行Buck与Boost模式切换，Q3持续导通，通过双载波调制策略得到的PWM波使Q1被占空比为d的PWM驱动，Q4截止；当1<d<2，进行Buck与Boost模式切换时，Q1持续导通，通过双载波调制策略得到的PWM波Q4被占空比为d‑1的PWM驱动，同样的调制策略应用到开关管Q2和Q3，这样就建立了各模式切换之间的开关管占空比连续化模型；通过以上的建模分析计算，基于双载波调制策略的非隔离型H桥双向DC‑DC变换器工作时，各开关管所需的PWM脉冲信号按照步骤step1～step5产生，在双三角载波调制策略作用下，使其开关管工作于占空比连续状态下。