[發明專利]基于切換開關的雙向LLC諧振變換器的控制方法

在審

• 申請號: 201710699704.6
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107342679A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 尹忠東;李莉;張家博;楊嘯天;王亞楠;黃永章;廖斌;劉虹;俞忠
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;北京科力源能源技術有限公司;國網江蘇省電力公司南通供電公司
• 主分類號: H02M3/00
• 分類號: H02M3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于雙向LLC諧振變換器的控制技術領域，涉及基于切換開關的雙向LLC諧振變換器的控制方法。

背景技術

LLC電路因其非線性、大滯后、運行模式不確定性等因素，PI控制無法實現理想效果。模糊控制不要求電路的精確模型且適應性很好，相比傳統PI控制具有抗干擾能力強、魯棒性更好、適應性強、易于軟件實現等優勢。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了基于切換開關的雙向LLC諧振變換器的控制方法。

本發明所采用的技術方案是：基于切換開關的雙向LLC諧振變換器的控制方法，采用雙向的LLC諧振變換器，其特征在于：包括輸入直流源DCS、第一功率MOS開關管M1、第二功率MOS開關管M2、諧振電容Cr、諧振電感Lr、高頻隔離變壓器T1及其漏感Lm、第一功率二極管D1、第二功率二極管D2、穩壓電容C、穩壓電感R、開關K1、帶有輔助二極管的開關K2、帶有輔助二極管的開關K3、開關K4、開關K5、負載動力電池BAT；

雙向LLC電路由開關切換實現，通過開關K1和K2閉合，DC/DC變換器根據控制器觸發信號對電池進行充電；通過開關K3和K4閉合，其他開關斷開，進行電池升壓放電。通過K5閉合，其他開關斷開，進行穩壓電容放電。

基于切換開關的雙向LLC諧振變換器的控制方法具體按以下步驟實施：

第一步將輸出電流的取樣值與電流的參考值做差，計算充電電流變化率；第二步將所得差值和充電電流變化率這兩個量輸入到模糊控制器；第三步將模糊控制器輸出的頻率變化量與可調占空比用于MOSFET的觸發調制。

其中，所述模糊控制器的兩輸入量分別建立的隸屬函數共分7個模糊子集{N，NM，NS，Z，PS，PM，P}，代表{負，負中，負小，零，正小，正中，正}。輸出量由9個模糊子集構成，{NB，NM，NS，ZN，Z，ZP，PS，PM，PB}，代表{負大，負中，負小，零負，零，零正，正小，正中，正大}。

其中，所述混合控制方法，由頻率與可調占空比作為輸入量，經三角波調制輸出觸發信號。

其中，所述可調占空比，是正向充電過程采用低占空比(比如0.3)調頻，反向放電過程采用高占空比(比如0.98)調頻。

本發明的有益效果是：模糊控制不要求電路的精確模型且適應性很好，相比傳統PI控制具有抗干擾能力強、魯棒性更好、適應性強、易于軟件實現等優勢。

附圖說明

圖1是基于切換開關的雙向LLC諧振變換器。

圖2是MOSFET控制策略示意圖。

附圖中所列部件列表如下所示：

00:直流源；

11：切換開關； 12：切換開關；

13：切換開關； 14：切換開關；

15：切換開關13的輔助二極管； 16：切換開關12的輔助二極管；

21：第一功率MOS開關管；； 22：第二功率MOS開關管；

31：諧振電容； 32：串聯諧振電感；

33：高頻隔離變壓器漏感； 41：變壓器原邊繞組；

42：變壓器副邊繞組； 43：變壓器副邊繞組；

44：高頻隔離變壓器； 51：第一功率二極管；

52：第二功率二極管； 61：穩壓電容；

62：穩壓電感； 63：穩壓電路開關；

71：負載動力電池； 72：模糊控制；

73：調制；

具體實施方式

下面根據附圖和實施例對本發明進行進一步說明。

本發明提供了基于切換開關的雙向LLC諧振變換器的的控制方法，采用如圖1所示的基于切換開關的雙向LLC諧振變換器。包括輸入直流源(00)、第一功率MOS開關管(21)、第二功率MOS開關管(22)、諧振電容(31)、諧振電感(32)、高頻隔離變壓器(44)及其漏感(33)、第一功率二極管(51)、第二功率二極管(52)、穩壓電容(61)、穩壓電感(62)、開關(11)、帶有輔助二極管的開關(12)、帶有輔助二極管的開關(13)、開關(14)、開關(63)、負載動力電池(71)；

雙向LLC電路由開關切換實現，通過開關K1和K2閉合，DC/DC變換器根據控制器觸發信號對電池進行充電；通過開關K3和K4閉合，其他開關斷開，進行電池升壓放電。通過K5閉合，其他開關斷開，進行穩壓電容放電。

圖2是MOSFET控制策略示意圖，基于切換開關的雙向LLC諧振變換器的控制方法具體按以下步驟實施：