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最大功率输出能量管理控制策略

发布时间:2020/10/2 20:20:11 访问次数:1332

分时供电全桥Buck型双输入直流变换器将两路不稳定的输入源电压Ui1、Ui2变换成正弦双半波电压uL(电流iL),具有如下特点:

两输入源共同使用一个Buck型直流变换器,电路拓扑简洁,属于单级功率变换;

双输入选择开关在一个高频开关周期内分时工作,两输入源分时向负载供电,功率开关器件电压应力低;

负载与输入源之间高频电气隔离,电压匹配能力强;

通过控制选择开关Ss1、Ss2的占空比可以实现双输入源输出功率的调节和双输入源的优先或充分利用。

为了充分利用两路新能源,分时供电全桥Buck型双输入DC-DC变换器采用最大功率输出能量管理SPWM控制策略,ugs_Ss1、ugs_Ss2和ugs_S1-4分别为并联选择开关Ss1、Ss2及高频逆变开关S1-4的驱动信号。

一个短路保护的设计。分为SW引脚的短路,以及输出电压的短路。保护芯片的时间,等于检测出过电流的时间加上关断芯片的时间,而这个时间如果大于20纳秒的话,芯片就有被破坏的风险,所以必须在这样异常的条件下,去设计芯片的一个保护的机制,以保证芯片不会被破坏。

罗姆也对此款芯片进行了破坏性的实验,无论是输出短路,还是SW引脚的短路,芯片都不会被破坏,它很好的使开关进行关断,实现了芯片保护。

芯片也采用了焊料润湿性非常优异的一个QFN4×4的封装,它使得贴装的良率更加的提高。这款“BD9V100MUF-C”目前可以提供样品,计划在今年年底会开始量产,预计今年也会推出面向工业设备市场的一些产品。

能量管理SPWM控制策略是间接地通过对正弦双半波负载电流瞬时值和两输入源输出功率之比的控制来实现两输入源的最大功率输出,主要包括对两路输入源的MPPT控制和负载电流的正弦双半波控制。

工作过程如下:

分别采样两路输入源的电压和电流,经MPPT控制算法后得到的输出值作为电压外环的参考信号Ui1*和Ui2*,参考信号与采样信号经PI运算后再与正弦基准信号一起送入乘法器,其输出分别作为电感电流的给定。两输入源根据能量管理得到各自需要提供给负载的功率后,在同一个电感电流上体现出来的两个分量。

电感电流反馈值与基准值进行比较及PI运算后得到两路误差信号,定义第一路误差信号为ie1,两路误差信号之和为ie2,再分别将ie1与ie2经绝对值电路后与锯齿波uc交截,所产生的PWM脉冲信号uk1和uk2经逻辑组合电路后得到选择开关管Ss1和Ss2对应的驱动信号,载波二分频信号分别和uk2经逻辑与得到逆变桥四个开关管S1~S4的驱动信号。

(素材来源:chinaaet.如涉版权请联系删除。特别感谢)

分时供电全桥Buck型双输入直流变换器将两路不稳定的输入源电压Ui1、Ui2变换成正弦双半波电压uL(电流iL),具有如下特点:

两输入源共同使用一个Buck型直流变换器,电路拓扑简洁,属于单级功率变换;

双输入选择开关在一个高频开关周期内分时工作,两输入源分时向负载供电,功率开关器件电压应力低;

负载与输入源之间高频电气隔离,电压匹配能力强;

通过控制选择开关Ss1、Ss2的占空比可以实现双输入源输出功率的调节和双输入源的优先或充分利用。

为了充分利用两路新能源,分时供电全桥Buck型双输入DC-DC变换器采用最大功率输出能量管理SPWM控制策略,ugs_Ss1、ugs_Ss2和ugs_S1-4分别为并联选择开关Ss1、Ss2及高频逆变开关S1-4的驱动信号。

一个短路保护的设计。分为SW引脚的短路,以及输出电压的短路。保护芯片的时间,等于检测出过电流的时间加上关断芯片的时间,而这个时间如果大于20纳秒的话,芯片就有被破坏的风险,所以必须在这样异常的条件下,去设计芯片的一个保护的机制,以保证芯片不会被破坏。

罗姆也对此款芯片进行了破坏性的实验,无论是输出短路,还是SW引脚的短路,芯片都不会被破坏,它很好的使开关进行关断,实现了芯片保护。

芯片也采用了焊料润湿性非常优异的一个QFN4×4的封装,它使得贴装的良率更加的提高。这款“BD9V100MUF-C”目前可以提供样品,计划在今年年底会开始量产,预计今年也会推出面向工业设备市场的一些产品。

能量管理SPWM控制策略是间接地通过对正弦双半波负载电流瞬时值和两输入源输出功率之比的控制来实现两输入源的最大功率输出,主要包括对两路输入源的MPPT控制和负载电流的正弦双半波控制。

工作过程如下:

分别采样两路输入源的电压和电流,经MPPT控制算法后得到的输出值作为电压外环的参考信号Ui1*和Ui2*,参考信号与采样信号经PI运算后再与正弦基准信号一起送入乘法器,其输出分别作为电感电流的给定。两输入源根据能量管理得到各自需要提供给负载的功率后,在同一个电感电流上体现出来的两个分量。

电感电流反馈值与基准值进行比较及PI运算后得到两路误差信号,定义第一路误差信号为ie1,两路误差信号之和为ie2,再分别将ie1与ie2经绝对值电路后与锯齿波uc交截,所产生的PWM脉冲信号uk1和uk2经逻辑组合电路后得到选择开关管Ss1和Ss2对应的驱动信号,载波二分频信号分别和uk2经逻辑与得到逆变桥四个开关管S1~S4的驱动信号。

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