[發明專利]一種高效寬電壓范圍雙向充放電裝置控制方法

有效

• 申請號: 201210230810.7
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102801321A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 郭海平;王躍;韓小慶;袁國權;曹志偉
• 申請（專利權）人: 西安奧特迅電力電子技術有限公司
• 主分類號: H02M3/28
• 分類號: H02M3/28
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 車寧華

技術領域：

本發明屬于電學領域，涉及一種雙向充放電裝置控制方法，尤其是一種高效寬電壓范圍雙向充放電裝置控制方法。

背景技術：

目前的采用圖1這種電路主要有兩種控制方式：純移相控制(Only?phase?shift?control)和移相加占空比控制(Phase?shift?and?duty?ratio?control)兩種控制方式。

KHERALUWALA,M?H在文章《PERFORMANCE?CHARACTERIZATION?OF?A?HIGH-POWER?DUAL?ACTIVE?BRIDGE?DC-TO-DC-CONVERTER》詳細介紹了純移相控制(Only?phase?shift?control)的原理：這種方法主要是控制圖1原邊和副邊H橋開關管的通斷，在變壓兩端形成正負方波信號(如圖2所示，u′₂為副邊電壓等效到變壓器原邊的波形，U₁為變壓器原邊直流側電壓，U′₂為變壓器副邊直流側電壓等效到變壓器原邊的電壓，有)，通過移動兩邊的相位，來實現功率的雙向流動。

采用純移相控制的控制方法傳輸的功率與角度的變化關系為：

但是只有當移相角度同時滿足(0.2)和(0.3)時候：

和

時候才能實現兩邊H橋的軟開關。也就是說，在移相角度的絕對值比較小的時候，采用此控制方式裝置的效率是很低的。

Tao，H在文章《Transformer-coupled?multiport?ZVS?bidirectional?DC-DC?converter?with?wdde?input?range》中提到介紹了移相加占空比控制(Phase?shift?and?duty?ratiocontrol)。這種控制方法主要是控制變壓器某側的開關管，在變壓器相應側實現如圖3所示波形(D定義為占空比)：

當U₁≤U′₂時，控制變壓器副邊的占空比，使得

D2=U1U2′---(0.4)]]>

如圖4所示：

當U₁＞U′₂時，控制變壓器原邊的占空比，使得

D1=U2′U1---(0.5)]]>

通過這樣的控制方法，可以使得在任何移相角度的情況下，整個裝置都能實現全負載范圍內的軟開關。以U₁≤U′₂為例，得到這種控制方法的傳輸功率隨著移相角度變壓的情況為：

對比公式(0.1)和(0.6)可以知道，采用移相加占空比控制雖然能實現全負載范圍內的軟開關，但是傳輸的最大功率卻降低了。采用純移相控制(Only?phase?shift?control)傳輸的最大功率大，但是在小功率情況下不是軟開關導致效率低；而采用移相加占空比控制(Phase?shift?and?duty?ratiocontrol)雖然能實現全負載范圍的軟開關，但是傳輸的最大功率卻有限制。圖5以為例，畫出了兩種控制方法傳輸的功率隨著移相角度φ變化的情況。

發明內容：