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一种提高充电站能量路由器系统DCDC效率的控制策略


技术摘要:
本发明提出一种提高充电站能量路由器系统DCDC效率的控制策略,属于中高压电动汽车充电站领域。本发明通过采集谐振电流ir1信号,通过软件逻辑判定谐振电流过零点来动态调节IGBT(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8)关断时刻从而解决串联谐振式隔离型DCDC拓扑由于在实际运行  全部
背景技术:
中高压电动汽车充电站采用输入串联输出并联型拓扑方案,降低了交流侧单个模 块的开关频率和器件耐压等级,使得交流侧可直接并入中高压电网;其后级常使用串联谐 振式隔离型DCDC拓扑,使用开环控制就可以输入输出电压的变比关系并且能实现全功率范 围的软开关,提高效率,因此被广泛应用。然而传统开环控制方案在实现能量双向流动功能 时,因实际运行电容和电感器件参数随着温度、电流以及寿命影响会发生变化,从而导致固 有谐振频率点发生偏移,谐振频率与开关频率无法准确对应从而导致硬开关现象,增加了 系统损耗。
技术实现要素:
本发明针对上述缺陷及需求,提出一种提高充电站能量路由器系统DCDC效率的控 制策略,在保证DCDC隔离级能量双向流动功能的前提下,解决因系统电容、电感参数发生变 化导致的硬开关问题,且简单易实现。本发明提供如下技术方案: 中高压充电站交流侧采用N个H桥级联结构直接并入中、高压交流电网,实现AC-DC 变换;每个H桥结构后连接一个串联谐振型隔离变换器实现DCDC变换与隔离作用。3N个DCDC 变换器输出并联构成低压直流母线供低压直流充电桩使用;其级联H桥实现对有功分量、无 功分量的控制;中间DCDC环节通过调节原副边IGBT占空比与开关周期实现直流变压器特 性,保证输出输入输出电压比未变压器变比;当有汽车接入进行充电操作时,系统启动, DCDC环节对谐振电流进行采样,并进行谐振电流过零点时刻t0判定;根据判定出的过零点 时刻与本半个开关周期内开关管开通时刻ts计算出谐振电流的谐振频率fres,与谐振电流 频率限定条件比较判断是否是真实过零点,如果满足条件则确定过零点时刻为t0则立即更 新所有IGBT的驱动信号,如果不满足条件则按照上一个周期开关方式重复输出。 进一步地,作为本发明的一种优选技术方案:串联谐振型隔离变换器DCDC环节S1、 S4、S5、S8为第一组IGBT,S2、S3、S6、S7为第二组IGBT,两组IGBT驱动信号互补,通过检测过 零点时刻来切换每一组开关的电平。 进一步地,作为本发明的一种优选技术方案:谐振电流过零点判定方法是通过将 当前时刻谐振电流采样值ir1与上一时刻谐振电流采样值ir1_1相乘,如果乘积小于等于零当 前采样时刻t0为可能的过零点时刻。 进一步地,作为本发明的一种优选技术方案:谐振电流频率限定条件是fres大于等 于0.8f *res 且小于等于1.2f *res 则认为是正确的电流过零点,其中f *res 是系统固有谐振频率, 其公式为: 3 CN 111600487 A 说 明 书 2/3 页 式中L和C分别为串联谐振式DCDC拓扑中的等效串联电感和串联电容。 进一步地,作为本发明的一种优选技术方案:在获取正确的过零点时刻以后立即 更新所有IGBT的驱动信号的更新方式为将驱动信号取反 与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于: 本发明方案简单易行,控制方案复杂度低,可实现DCDC能量流动双向流动功能的 同时,解决了电感、电容参数变化引起的硬开关现象,提高了系统的效率,减小了散热器的 体积。 附图说明 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示 意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定 图1为中高压电动汽车充电站拓扑图; 图2为串联谐振式隔离型DCDC拓扑图; 图3为本发明所提控制策略流程图; 图4(a)为主电路电感或电容参数变化后串联谐振式隔离型DCDC电路主要波形图; 图4(b)为采用本发明提出的控制策略后,主电路电感或电容参数变化后串联谐振 式隔离型DCDC电路主要波形图。
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