本申請涉及穩(wěn)壓電路控制，特別是涉及一種穩(wěn)壓電路控制方法、控制裝置及電源設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在電力電子領(lǐng)域，非對稱多相buck變換器作為一種重要的穩(wěn)壓器，主要用于輸出低壓大電流。在微電網(wǎng)這一復(fù)雜且多元的電力系統(tǒng)中，多種分布式電源、儲能裝置與各類負載相互交織，對電能的穩(wěn)定變換與高效分配提出了更高要求。非對稱多相buck變換器在微電網(wǎng)電力系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它通過將多個buck電路并聯(lián)耦合，并依據(jù)特定的導(dǎo)通順序依次導(dǎo)通，實現(xiàn)了低壓大電流的dc-dc轉(zhuǎn)換，這種獨特的工作方式，不僅能有效提升電能轉(zhuǎn)換效率，還能更好地應(yīng)對微電網(wǎng)中多變的負載需求。

2、在微電網(wǎng)架構(gòu)里，構(gòu)網(wǎng)型逆變器是連接分布式電源與微電網(wǎng)的關(guān)鍵接口，作為前級非對稱多相buck變換器的輸出端設(shè)備，構(gòu)網(wǎng)型逆變器對其前級穩(wěn)壓器有著嚴格要求。在微電網(wǎng)電力系統(tǒng)的實際應(yīng)用中，負載經(jīng)常出現(xiàn)跳變，負載電流會瞬間發(fā)生變化，輸出電容兩端的電壓也會隨之改變，導(dǎo)致負載上的電壓也會發(fā)生變化，負載將長時間處于電壓波動狀態(tài)，容易引起設(shè)備故障，影響到電能供應(yīng)的可靠性與穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要提供一種能夠解決上述技術(shù)問題的穩(wěn)壓電路控制方法、控制裝置及電源設(shè)備，能夠在負載電流發(fā)生突變時快速響應(yīng)，減小瞬態(tài)運行時輸出電壓的長時間波動，提高電能供應(yīng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2、本申請的上述目的是通過如下技術(shù)方案進行實現(xiàn)的。

3、本申請第一方面，提供一種穩(wěn)壓電路控制方法，所述穩(wěn)壓電路包括主相開關(guān)電路、輔助相開關(guān)電路和輸出電容，所述主相開關(guān)電路和輔助相開關(guān)電路相互并聯(lián)；所述輸出電容并聯(lián)于所述主相開關(guān)電路和所述輔助相開關(guān)電路的后端；

4、所述穩(wěn)壓電路的控制方法為：實時監(jiān)測所述穩(wěn)壓電路的輸出端的負載電流，獲得負載電流值并判斷是否發(fā)生突變；在負載電流未發(fā)生突變時，基于穩(wěn)態(tài)控制策略控制所述穩(wěn)壓電路運行；在負載電流發(fā)生突變時，基于瞬態(tài)控制策略控制所述穩(wěn)壓電路運行；所述瞬態(tài)控制策略為：獲取負載電流發(fā)生突變前后的所述穩(wěn)壓電路的總電感電流值，將突變前后的所述負載電流值進行比較；若負載電流增大，則基于所述穩(wěn)壓電路的電路參數(shù)以及所述總電感電流值，確定負載電流增大后的時刻，并在時刻控制所述主相開關(guān)電路和所述輔助相開關(guān)電路同時導(dǎo)通，在時刻控制所述主相開關(guān)電路和所述輔助相開關(guān)電路同時關(guān)斷；若負載電流減小，則基于所述穩(wěn)壓電路的電路參數(shù)以及所述總電感電流值，確定負載電流減小后的時刻，并在時刻控制所述主相開關(guān)電路和所述輔助相開關(guān)電路同時關(guān)斷，在時刻控制所述主相開關(guān)電路和所述輔助相開關(guān)電路同時導(dǎo)通。

5、在其中一個實施例中，負載電流增大后的時刻的確定方法為：

6、確定所述輸出電容的充電電荷量計算方程：，其中，為負載電流發(fā)生突變的時刻，為負載電流發(fā)生突變后總電感電流值等于負載電流值的時刻，為穩(wěn)壓電路的各開關(guān)電路同時導(dǎo)通的時刻，為負載電流突變結(jié)束的時刻，為穩(wěn)壓電路的各開關(guān)電路同時關(guān)斷時的總電感電流值，為負載電流突變后的負載電流值；

7、確定所述輸出電容的放電電荷量計算方程：，其中，為負載電流突變時的總電感電流值；

8、確定所述穩(wěn)壓電路的總電感電流上升的斜率計算方程：，其中，為總電感電流上升的斜率，為穩(wěn)壓電路的主相電感值，為穩(wěn)壓電路的輔助相電感值，為穩(wěn)壓電路的直流輸入電壓值，為穩(wěn)壓電路的直流輸出電壓值；

9、確定所述穩(wěn)壓電路的總電感電流下降的斜率計算方程：，其中，為總電感電流下降的斜率；

10、基于所述輸出電容的充電電荷量與放電電荷量相等條件，聯(lián)立上述方程式確定：，，。

11、在其中一個實施例中，負載電流減小后的時刻的確定方法為：

12、確定所述輸出電容的充電電荷量計算方程：，其中，為負載電流發(fā)生突變的時刻，為負載電流發(fā)生突變后總電感電流值等于負載電流值的時刻，為負載電流突變時的總電感電流值，為負載電流突變后的負載電流值；

13、確定所述輸出電容的放電電荷量的計算方程：，其中，為穩(wěn)壓電路的各開關(guān)電路同時導(dǎo)通的時刻，為負載電流突變結(jié)束的時刻，為穩(wěn)壓電路的各開關(guān)電路同時關(guān)斷時的總電感電流值；

14、確定所述穩(wěn)壓電路的總電感電流上升的斜率計算方程：，其中，為總電感電流上升的斜率，為穩(wěn)壓電路的輔助相電感值，為穩(wěn)壓電路的主相電感值，為穩(wěn)壓電路的直流輸入電壓值，為穩(wěn)壓電路的直流輸出電壓值；

15、確定所述穩(wěn)壓電路的總電感電流下降的斜率計算方程：，其中，為總電感電流下降的斜率；

16、基于所述穩(wěn)壓電路的輸出電容的充電電荷量與放電電荷量相等條件，聯(lián)立上述方程式確定：，，。

17、在其中一個實施例中，所述穩(wěn)態(tài)控制策略為：控制所述主相開關(guān)電路的各相電路依次交錯運行，控制所述輔助相開關(guān)電路滯后于所述主相開關(guān)電路運行，其中，所述主相開關(guān)電路的各相開關(guān)電路的預(yù)設(shè)占空比為，所述輔助相開關(guān)電路的相位為。

18、在其中一個實施例中，所述主相開關(guān)電路包括三相開關(guān)電路，各相開關(guān)電路中分別串聯(lián)有第一主相電感、第二主相電感和第三主相電感，所述第一主相電感、第二主相電感和第三主相電感的電感值相同；所述輔助相開關(guān)電路中串聯(lián)有輔助相電感，所述輔助相電感的電感值小于所述主相開關(guān)電路的各個主相電感的電感值。

19、本申請第二方面，提供一種控制裝置，包括電感電流采樣模塊、負載電流采樣模塊和控制模塊；所述電感電流采樣模塊用于獲取穩(wěn)壓電路的總電感電流值；所述負載電流采樣模塊用于獲取穩(wěn)壓電路的輸出端的負載電流值；所述控制模塊基于所述總電感電流值和所述負載電流值，采用如上實施例所述的穩(wěn)壓電路控制方法對穩(wěn)壓電路進行控制。

20、本申請第三方面，提供一種電源設(shè)備，包括控制裝置、穩(wěn)壓電路、以及連接于所述穩(wěn)壓電路的輸出端的逆變器；所述控制裝置獲取穩(wěn)壓電路的總電感電流值和負載電流值，并基于所述總電感電流值以及負載電流值，采用如上實施例所述的穩(wěn)壓電路控制方法對所述穩(wěn)壓電路進行控制。

21、本申請實施例的穩(wěn)壓電路控制方法，用于對逆變器的前級穩(wěn)壓電路進行控制，通過實時采集負載電流，并判斷負載電流是否發(fā)生突變，在負載電流發(fā)生突變時，根據(jù)負載電流的突變方向，結(jié)合輸出電容電荷平衡原理確定各個運行狀態(tài)的通斷時間，進而基于通斷時間精準控制主相開關(guān)電路以及輔助相開關(guān)電路的開關(guān)通斷，具有較快的瞬態(tài)響應(yīng)速度，使輸出電流適應(yīng)負載電流的突變，減小了瞬態(tài)運行時輸出電容電壓波動紋波和恢復(fù)時間，避免負載長時間處于電壓波動狀態(tài)，提高電能供應(yīng)的可靠性和穩(wěn)定性，更加有利于微電網(wǎng)電力系統(tǒng)的推廣應(yīng)用。

22、進一步的，在穩(wěn)壓電路穩(wěn)定運行時，通過調(diào)整輔助相開關(guān)電路相位使得輔助相電感電流的峰值與主相電感電流的谷值相消，使得輸出電流紋波減小。

技術(shù)特征：

1.一種穩(wěn)壓電路控制方法，其特征在于，所述穩(wěn)壓電路包括主相開關(guān)電路、輔助相開關(guān)電路和輸出電容，所述主相開關(guān)電路和輔助相開關(guān)電路相互并聯(lián)；所述輸出電容并聯(lián)于所述主相開關(guān)電路和所述輔助相開關(guān)電路的后端；

2.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓電路控制方法，其特征在于，負載電流增大后的時刻的確定方法為：

3.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓電路控制方法，其特征在于，負載電流減小后的時刻的確定方法為：

4.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓電路控制方法，其特征在于，所述穩(wěn)態(tài)控制策略為：

5.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓電路控制方法，其特征在于，所述主相開關(guān)電路包括三相開關(guān)電路，各相開關(guān)電路中分別串聯(lián)有第一主相電感、第二主相電感和第三主相電感，所述第一主相電感、第二主相電感和第三主相電感的電感值相同；

6.一種控制裝置，其特征在于，包括電感電流采樣模塊、負載電流采樣模塊和控制模塊；

7.一種電源設(shè)備，其特征在于，包括控制裝置、穩(wěn)壓電路、以及連接于所述穩(wěn)壓電路的輸出端的逆變器；

8.如權(quán)利要求7所述的電源設(shè)備，其特征在于，所述逆變器為構(gòu)網(wǎng)型逆變器。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及穩(wěn)壓電路控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種穩(wěn)壓電路控制方法、控制裝置及電源設(shè)備。穩(wěn)態(tài)電路控制方法為：實時監(jiān)測所述穩(wěn)壓電路的輸出端的負載電流，判斷負載電流是否發(fā)生突變，在負載電流未發(fā)生突變時，基于穩(wěn)態(tài)控制策略控制所述穩(wěn)壓電路運行；在負載電流發(fā)生突變時，基于瞬態(tài)控制策略控制所述穩(wěn)壓電路運行，即根據(jù)輸出電容電荷平衡原理計算出開關(guān)通斷時刻，適時將主相開關(guān)電路與輔助相開關(guān)電路同步通斷。該穩(wěn)壓電路控制方法、控制裝置及電源設(shè)備，能夠在負載電流發(fā)生突變時快速響應(yīng)，使輸出電流快速適應(yīng)負載電流的突變，減小瞬態(tài)運行時輸出電壓的長時間波動，提高電能供應(yīng)的可靠性和穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：林俊容,吳享林,朱合進,張桂東,梁耀培,陶偉元,吳忠斌,李青霞,劉凱,徐玉江,齊國強,覃克磷,劉達燦,羅勇杰
受保護的技術(shù)使用者：中山市寶利金電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15