[发明专利]交流链路直流偏置电流检测及抑制方法、设备和介质

说明书

本发明一方面提供了一种双有源桥DC‑DC变换器交流链路直流偏置电流检测方法，基于Δ‑Σ转换器和FPGA逻辑处理，通过直接采用Δ‑Σ转换器，在每个采样时刻不具体量化被测量的具体值，而是基于时间平均概念，直接求取基频周期(开关周期)中被检测量的周期平均值来获得直流偏置电流，使得数据转换和后续处理简单，并降低了系统成本；本发明另一方面提供了一种双有源桥DC‑DC变换器交流链路直流偏置电流抑制方法，基于所获得的直流偏置电流，通过闭环调节桥臂调制比和移相脉冲脉宽调制，从而实现直流偏置电流的高效抑制。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体地，涉及一种双有源桥DC-DC变换器交流链路直流偏置电流检测及抑制方法、设备和介质。

背景技术

随着以动力电池为储能载体的电动汽车、储能电站的推广应用，具有高性能的隔离双向DC-DC变换器，成为动力电池充放电的关键接口设备。双有源桥DC-DC变换器，采用高频交流链路实现原副边直流侧的电气隔离，具有功率密度高和环境适应性强等特点，成为中小功率隔离双向直流变换领域的主流技术路线之一。然而，器件的非理想特性以及电压和功率变化等外部扰动，均会在高频交流链路中产生直流偏置电流，这可能会造成变压器和电感磁饱和，甚至产生尖峰电流、损坏器件。因此，交流链路直流偏置电流抑制，成为双有源桥DC-DC变换器应用中需解决的关键问题之一。

为实现双有源桥DC-DC变换器交流链路直流偏置电流抑制，高效的交流链路直流偏置电流检测成为关键。为检测高频交流电流中的直流偏置分量，需采用高带宽、高精度的AD转换器，并将AD采样值在基频周期(开关周期)中取平均得到，这会导致信号转换和后续处理复杂，并且系统成本较高。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种双有源桥DC-DC变换器交流链路直流偏置电流检测及抑制方法，用以在实现交流链路直流偏置电流简洁、快速、精确检测的同时，实现偏置电流的高效抑制，解决隔离双向DC-DC变换器稳定运行的难题。

第一方面，本发明提供一种双有源桥DC-DC变换器交流链路直流偏置电流检测方法，包括：

基于Δ-Σ转换器和FPGA逻辑处理对所述交流链路直流偏置电流进行检测。

进一步地，所述基于Δ-Σ转换器和FPGA逻辑处理对所述交流链路直流偏置电流进行检测包括：

采用所述Δ-Σ转换器，将交流链路电流检测信号转换成串行数字信号；并且

通过所述FPGA逻辑处理，求取所述串行数字信号的时间平均值。

进一步地，所述通过所述FPGA逻辑处理，求取所述串行数字信号的时间平均值，包括：

通过所述FPGA逻辑处理，对预定时间内所述Δ-Σ转换器输出的串行时钟和数据信号中的每个串行时钟所对应的数据信号的高电平或低电平进行加法计数；或者通过所述FPGA逻辑处理，对预定时间内所述Δ-Σ转换器输出的串行时钟和数据信号中的每个串行时钟所对应的数据信号的高电平数和低电平数的差值进行计数。

进一步地，所述方法还包括：

基于所述计数的结果，得到所述预定时间内的直流偏置分量，其中，所述预定时间为整数个交流链路基频周期。

进一步地，所述方法还包括：

在所述基于Δ-Σ转换器和FPGA逻辑处理对所述交流链路直流偏置电流进行检测之前，利用采样、调理和/或隔离环节处理交流链路电流检测信号。

第二方面，本发明还提供一种双有源桥DC-DC变换器交流链路直流偏置电流抑制方法，包括：

基于根据第一方面所述双有源桥DC-DC变换器交流链路直流偏置电流检测方法检测到的直流偏置分量，通过闭环调节桥臂调制比和移相脉冲脉宽调制对交流链路直流偏置电流进行抑制。