DC/DC變換器并聯(lián)均流技術(shù)（三）

3 其他均流法

有源法如外加控制器法、平均法和主從法，這些方法均需要均流母線，均流母線的存在對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性有影響且加大了控制回路的設(shè)計(jì)。解決的途徑有2 種，一種是采用無(wú)均流線控制，另一種則是改善均流信號(hào)獲取方法。

運(yùn)用無(wú)均流線控制方法的并聯(lián)電源系統(tǒng)中，各模塊輸出端并接在一起給負(fù)載供電，除了輸入輸出的連接線之外，模塊之間沒(méi)有連接線，且各個(gè)模塊控制電路不需要連接線(即均流母線)。與有均流線的電路相比，這種控制方法簡(jiǎn)單。鑒于此，符贊宣等[24]提出了1種無(wú)均流線控制方法，它將參與并聯(lián)的模塊直接并聯(lián)，通過(guò)輸出端上疊加的高頻交流信號(hào)來(lái)傳遞輸出電流的信息，實(shí)現(xiàn)均流控制。實(shí)驗(yàn)證明這種均流控制方法有效，可以在模塊之間沒(méi)有連接線的情況下很好地實(shí)現(xiàn)均流，其控制電路圖如圖6.文獻(xiàn)中介紹了1 種統(tǒng)一占空比法的控制策略，并應(yīng)用在無(wú)需均流線的移相雙半橋高頻Boost變換器并聯(lián)系統(tǒng)中，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證各模塊可平均分配總輸出電流。

另一種方法則是采用數(shù)字控制的手段，通過(guò)每個(gè)模塊控制器間的通訊，進(jìn)行各個(gè)控制量的信號(hào)傳遞，以代替原有的均流母線。此方法具有可編程、受環(huán)境影響少、需要的元器件少、采用相應(yīng)軟件可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制等優(yōu)點(diǎn)。提出了1 種基于CAN總線的并聯(lián)均流方案，該方案采用模擬電流內(nèi)環(huán)，數(shù)字電壓外環(huán)的雙閉環(huán)控制模式;胡雪蓮等[27]則將此方案成功應(yīng)用于DC/DC通信電源并聯(lián)系統(tǒng)中，且在電動(dòng)汽車充電電源研究領(lǐng)域。李明[28]設(shè)計(jì)了基于CAN總線的軟件均流方案，對(duì)以全橋硬開(kāi)關(guān)變換器為主電路拓?fù)涞某潆婋娫茨K進(jìn)行均流控制，取得了較好的控制效果;羅偉偉等[29]基于此總線結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了2 臺(tái)特種電源實(shí)時(shí)并機(jī)系統(tǒng)上;Abu Qahouq等[30]則利用FPGA數(shù)字控制器對(duì)2個(gè)Buck電路進(jìn)行并聯(lián)均流實(shí)驗(yàn)。

為了獲得更好的均流效果，隨著各種非線性控制理論發(fā)展的日趨成熟，新的并聯(lián)均流技術(shù)不斷被提出，并付諸研究實(shí)踐。如：在文獻(xiàn)[31-32]中介紹了用模糊控制理論實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均流的應(yīng)用技術(shù);文獻(xiàn)[33]中則介紹了1 種基于反步法的并聯(lián)Buck 變換器的均流控制方法：文獻(xiàn)[34-35]中設(shè)計(jì)了1 種基于滑模變結(jié)構(gòu)狀態(tài)觀測(cè)器的混沌同步并聯(lián)均流電路，研究了Boost 變換器的并聯(lián)均流問(wèn)題，對(duì)于m個(gè)Buck變換器并聯(lián)模型;文獻(xiàn)[36]中提出了協(xié)同控制方法。

4 結(jié)論與展望

所述并聯(lián)均流技術(shù)及其控制方法已有部分得到應(yīng)用，其中：外環(huán)調(diào)節(jié)聯(lián)合最大電流法或平均電流法使用最為廣泛;外環(huán)調(diào)節(jié)聯(lián)合指定主從法在可靠性方面存在缺陷，不易實(shí)現(xiàn)均流;內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)更適合用于多相交錯(cuò)并聯(lián)的系統(tǒng)中，如內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)聯(lián)合平均電流法或指定主從法;雙環(huán)調(diào)節(jié)主要應(yīng)用于需要好的動(dòng)態(tài)均流特性的場(chǎng)合。

目前，對(duì)均流效果的要求逐漸提高，特別是在一些應(yīng)用特殊電源的場(chǎng)合，故研究均流特性對(duì)動(dòng)態(tài)性能與穩(wěn)定性的影響越加深入，其重點(diǎn)在均流環(huán)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)穩(wěn)定性方面。均流母線的存在對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性有影響，無(wú)均流線的均流方案日益受到重視，很多學(xué)者正致力于無(wú)均流線控制法研究。數(shù)字控制的引入簡(jiǎn)化了均流環(huán)的設(shè)計(jì)，利用數(shù)字控制器如單片機(jī)、DSP或ARM進(jìn)行數(shù)字均流控制是一個(gè)重要的發(fā)展方向，而通過(guò)對(duì)主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和連接方式改動(dòng)也可達(dá)到均流的目的，電路結(jié)構(gòu)與均流關(guān)系的研究有待深入。