[發(fā)明專利]一種功率變換器雙向LLC電路的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911322182.3
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111030464B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周強;阮世良;吳景童
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市能效電氣技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 深圳市興科達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44260
• 代理人: 徐民奎

本發(fā)明公開了一種功率變換器雙向LLC電路的控制方法，雙向LLC電路包括第一H橋電路、第二H橋電路和變壓器，第一H橋電路和第二H橋電路分別與變壓器兩側(cè)的繞組相連；雙向LLC電路正向工作時，第一H橋電路為輸入側(cè)，第二H橋電路為整流側(cè)；雙向LLC電路反向工作時，第二H橋電路為輸入側(cè)，第一H橋電路為整流側(cè)，控制方法包括在傳輸增益大于1的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)：輸入側(cè)的開關(guān)管工作在固定開關(guān)頻率和固定在50％開關(guān)占空比的模式下，整流側(cè)兩個半橋的開關(guān)管工作在移相控制模式下，實現(xiàn)交替Boost升壓,通過調(diào)節(jié)移相值調(diào)節(jié)Boost升壓比，以實現(xiàn)雙向LLC電路增益大于1。本發(fā)明不需要單獨增加器件，通過軟件調(diào)制方法，就可以滿足雙向變換器雙向工作在較寬的增益范圍。

[技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明涉及功率變換器雙向LLC電路，尤其涉及一種功率變換器雙向LLC電路的控制方法。

[背景技術(shù)]

雙向功率變換器可以將電動汽車直流能量與交流電網(wǎng)雙向流動、可以將電動汽車直流能量與微電網(wǎng)雙向互動、可以將電動汽車直流能量與儲能站雙向流動，還可以將電動汽車直流能量逆變給家用電器供電。

現(xiàn)有技術(shù)的雙向LLC電路的組成如圖1所示。該LLC電路包括兩個分別由4個MOS管組成的H橋電路11、H橋電路12和高頻變壓器14。H橋電路11的直流側(cè)電壓為V1，H橋電路11通過LC諧振元件13相與高頻變壓器14的一側(cè)的繞組相連。高頻變壓器14另一側(cè)的繞組與H橋電路12相連。H橋電路12的直流側(cè)電壓為V2。

在雙向功率變換器的應(yīng)用場景中，通常有一側(cè)為動力電池，動力電池的電壓范圍較寬。因此需要雙向功率變換器的能夠工作在較寬的增益范圍，以滿足不同的工作條件。

LLC電路具有優(yōu)良的寬范圍軟開關(guān)性能，通過提高開關(guān)頻率，非唯心減少磁性器件體積，提高變換器功率密度。

雙向全橋LLC電路在雙向變換器中得到廣泛的應(yīng)用。有直接用雙向全橋LLC電路，正向工作在LLC諧振模式，反向工作在LC諧振模式。有使用LLC電路的變形電路作為雙向應(yīng)用，比如CLLC電路或者CLLLC電路，能夠較好的實現(xiàn)正向和反向工作的軟開關(guān)。但是無論哪種LLC電路，為了保證良好的頻率調(diào)節(jié)度，勵磁電感和諧振電感的比值不能太大也不能太小。受此條件的限制，LLC電路的滿載頻率調(diào)節(jié)增益一般在1.1左右。在單向變換器中，可以通過調(diào)節(jié)變壓器匝比增益，LLC電路增益能夠滿足應(yīng)用場景的寬增益范圍。但是在雙向變換器中，若保持變壓器匝比為1，變換器通過調(diào)節(jié)開關(guān)頻率提供的正向和反向最大增益也是在1.1左右，很難實現(xiàn)更寬的增益范圍。而且傳統(tǒng)的LLC電路在反向工作，勵磁電感被反向的輸入電壓鉗位不參與諧振工作，在LC諧振模式情況下，LC諧振腔與輸出端構(gòu)成串聯(lián)分壓關(guān)系。LC諧振腔阻抗隨開關(guān)頻率而變化，當(dāng)開關(guān)頻率為諧振頻率時，LC諧振腔阻抗最小，頻率增益最大為1，更是使得傳輸增益收到限制。

[發(fā)明內(nèi)容]

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種增益范圍較寬的功率變換器雙向LLC電路的控制方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種功率變換器雙向LLC電路的控制方法，功率變換器雙向LLC電路包括第一H橋電路、第二H橋電路和變壓器，第一H橋電路與變壓器一側(cè)的繞組相連，第二H橋電路與變壓器另一側(cè)的繞組相連；功率變換器雙向LLC電路正向工作時，第一H橋電路為輸入側(cè)，第二H橋電路為整流側(cè)；功率變換器雙向LLC電路反向工作時，第二H橋電路為輸入側(cè)，第一H橋電路為整流側(cè)，控制方法包括在傳輸增益大于1的范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)：輸入側(cè)的開關(guān)管工作在固定開關(guān)頻率和固定在50％開關(guān)占空比的模式下，整流側(cè)兩個半橋的開關(guān)管工作在移相控制模式下，實現(xiàn)交替Boost升壓,通過調(diào)節(jié)移相值調(diào)節(jié)Boost升壓比，以實現(xiàn)雙向LLC電路增益大于1。