[發(fā)明專(zhuān)利]一種雙向級(jí)聯(lián)式Buck-Boost變換器的軟開(kāi)關(guān)調(diào)制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710762362.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107612326B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于晶榮;劉茂蕓;鄧禮敏;孫堯;粟梅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02M3/158
• 分類(lèi)號(hào): H02M3/158
• 代理公司: 11002 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王瑩;吳歡燕<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=

本發(fā)明提供一種雙向級(jí)聯(lián)式Buck?Boost變換器的軟開(kāi)關(guān)調(diào)制方法，包括：第一MOSFET開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻位于第二MOSFET開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻后至少一個(gè)采樣周期，第一MOSFET開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻位于第三MOSFET開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻后至少一個(gè)采樣周期；第二MOSFET開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻位于第一MOSFET開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻后至少一個(gè)采樣周期；第三MOSFET開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻位于第四MOSFET開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻后至少一個(gè)采樣周期，第三MOSFET開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻為電感電流過(guò)零時(shí)刻；第四MOSFET開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)刻位于第三MOSFET開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷時(shí)刻后至少一個(gè)采樣周期。本發(fā)明不借助于額外輔助電路實(shí)現(xiàn)了雙向級(jí)聯(lián)式Buck?Boost變換器的軟開(kāi)關(guān)調(diào)制，避免調(diào)制與控制的交互影響，降低了雙向級(jí)聯(lián)式Buck?Boost變換器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力變換技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種雙向級(jí)聯(lián)式Buck-Boost變換器及其軟開(kāi)關(guān)調(diào)制方法。

背景技術(shù)

雙向級(jí)聯(lián)式Buck-Boost變換器具有輸入輸出電壓寬范圍變換、能量雙向流動(dòng)的特點(diǎn)，特別適合于新能源領(lǐng)域DC/DC變換場(chǎng)合。

雙向級(jí)聯(lián)式Buck-Boost變換器的調(diào)制方法包括分段式調(diào)制法和PWM調(diào)制。分段式調(diào)制法中兩MOSFET開(kāi)關(guān)管固定導(dǎo)通或關(guān)斷，另外兩個(gè)MOSFET開(kāi)關(guān)管動(dòng)作，根據(jù)輸入輸出電壓大小進(jìn)行分段控制，具有MOSFET開(kāi)關(guān)管動(dòng)作較少、損耗低的特點(diǎn)，但輸入輸出電壓近似相等時(shí)控制效果較差；PWM調(diào)制無(wú)需比較輸入輸出電壓大小，電壓調(diào)節(jié)范圍更廣。

PWM調(diào)制方法不僅可以工作在連續(xù)導(dǎo)通模式(Continuous Conduction Mode,CCM)，還可以工作在DCM模式下。在CCM模式下，其電感值較大，電感電流峰值和紋波小，建模簡(jiǎn)單，輸出電壓與MOSFET開(kāi)關(guān)管占空比呈正比，適用于負(fù)載功率較大的場(chǎng)合，但是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜。而DCM模式下，要求其電感值較小，電感電流變化范圍不大，但電感電流峰值較大，導(dǎo)致MOSFET開(kāi)關(guān)管承受較大的電流應(yīng)力，影響MOSFET開(kāi)關(guān)管變換器的帶載能力且輸出電壓紋波較大，因此更適用于負(fù)載功率較小的場(chǎng)合。

雙向級(jí)聯(lián)式Buck-Boost變換器的PWM調(diào)制過(guò)程中，由于每個(gè)控制周期四個(gè)MOSFET開(kāi)關(guān)管均要?jiǎng)幼?，?huì)使得MOSFET開(kāi)關(guān)管損耗比起分段式調(diào)制更嚴(yán)重，為解決MOSFET開(kāi)關(guān)管損耗增加的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了多種軟開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)辦法。

DC/DC變換器一般采用附加輔助電路實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)。一種輔助電路是通過(guò)附加受MOSFET開(kāi)關(guān)管控制的電容或電感電路與主電路電感或電容發(fā)生諧振，使原電路實(shí)現(xiàn)MOSFET開(kāi)關(guān)管器件零電流關(guān)斷或零電壓開(kāi)通，另一種全輔助電路，是在原電路的基礎(chǔ)上添加MOSFET開(kāi)關(guān)管器件、諧振電感和諧振電容，通過(guò)全輔助電路引起的諧振使原電路中的MOSFET開(kāi)關(guān)管器件實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)。這種采用附加電路軟開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)方法，導(dǎo)致DC/DC變換器結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，不確定性增加，由諧振引起的額外損耗也降低了變換器的效率。