[發明專利]軟開關雙向直流變換器的降壓模式恒電壓控制方法及電路

在審

• 申請號: 202010054865.1
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111064365A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 徐海波;李睿;韓嘯;張勝發;李錫光;陽志超;喬良
• 申請（專利權）人: 東莞市恒信第三代半導體研究院;上海交通大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 廣州海藻專利代理事務所(普通合伙) 44386
• 代理人: 張大保

本發明涉及一種軟開關雙向直流變換器的降壓模式恒電壓控制方法及控制電路，其中軟開關雙向直流變換器包括第一輸入橋臂、第二輸入橋臂、第一輸出橋臂及第二輸出橋臂，該控制方法包括：當所述軟開關雙向直流變換器處于降壓模式時，根據所述第一輸出橋臂的輸出電壓與預設電壓的差值，調節所述第一輸出橋臂的占空比；當所述第一輸出橋臂的占空比達到第一預設閾值時，調節預設移相角的占空比，所述預設移相角為所述第一輸入橋臂的觸發脈沖超前于所述第一輸出橋臂的觸發脈沖的移相角。本發明能夠以最優的效率控制軟開關雙向直流變換器，提升系統運行時的穩定性和可靠性。

技術領域

本發明涉及電氣自動化技術領域，特別是涉及一種軟開關雙向直流變換器的降壓模式恒電壓控制方法及電路。

背景技術

隨著能源危機日益加劇，對更高效率，更高功率密度，且寬輸入輸出范圍的直流電源的需求越來越大。在小電流高頻場合中，開關管開通和關斷損耗構成了電路損耗的絕大部分，減小這部分損耗對進一步提高開關頻率，提高功率密度具有重要意義。

傳統的變換器控制方法中開關管屬于硬開通，在開通過程中電壓電流均不為零，會產生電磁干擾和開通損耗，不適合用在高頻、高效率、高功率密度的場合。

目前，現有的技術中已經有了關于四開關升壓-降壓（Buck-Boost）變換器的軟開關調制策略，但并沒有給出其基于效率最優化的用于控制系統的具體控制方法。

發明內容

基于此，有必要提供一種軟開關雙向直流變換器的降壓模式恒電壓控制方法及電路，能夠以最優的效率控制軟開關雙向直流變換器，提升系統運行時的穩定性和可靠性。

本發明一方面提供一種軟開關雙向直流變換器的降壓模式恒電壓控制方法，所述軟開關雙向直流變換器包括：第一輸入橋臂、第二輸入橋臂、第一輸出橋臂及第二輸出橋臂；所述方法包括：當所述軟開關雙向直流變換器處于降壓模式時，根據所述第一輸出橋臂的輸出電壓與預設電壓的差值，調節所述第一輸出橋臂的占空比；當所述第一輸出橋臂的占空比達到第一預設閾值時，調節預設移相角的占空比，所述預設移相角為所述第一輸入橋臂的觸發脈沖超前于所述第一輸出橋臂的觸發脈沖的移相角。

在其中一個實施例中，所述方法還包括，根據所述第一占空比信號以及預設比值調節所述所述第一輸入橋臂的占空比，其中，所述預設比值為所述第一輸入橋臂的觸發脈沖的占空比與所述第一輸出橋臂的觸發脈沖的占空比之間的比值。

本發明另一方面還提供一種軟開關雙向直流變換器的降壓模式恒電壓控制電路，該控制電路包括：第一占空比調節電路，用于連接軟開關雙向直流變換器的第一輸出橋臂，并在所述當所述軟開關雙向直流變換器處于降壓模式時，根據所述第一輸出橋臂的輸出電壓與預設電壓的差值，調節所述第一輸出橋臂的占空比；第二占空比調節電路，用于連接所述軟開關雙向直流變換器的第一輸出橋臂和第一輸入橋臂，并當所述第一輸出橋臂的占空比達到第一預設閾值時，調節預設移相角的占空比，所述預設移相角為所述第一輸入橋臂的觸發脈沖超前于所述第一輸出橋臂的觸發脈沖的移相角。

在其中一個實施例中，所述第一占空比調節電路包括：比例積分調節器，連接所述第一輸出橋臂，用于采樣所述第一輸出橋臂的輸出電壓，并將所述第一輸出橋臂的輸出電壓與預設電壓作為差分輸入信號，對所述差分輸入信號進行比例積分調節處理，獲得第一待處理信號；第一限幅電路，連接所述比例積分調節器和所述第一輸出橋臂，用于對所述第一待處理信號進行第一限幅處理，獲得第一占空比信號，并根據所述第一占空比信號控制所述第一輸出橋臂的開關狀態。

在其中一個實施例中，所述第二占空比調節電路包括：第二限幅電路，與所述積分比例調節器連接，用于對所述第一待處理信號與所述第一預設閾值的差值進行第二限幅處理，獲得第二待處理信號；調節電路，分別與所述第二限幅電路、所述第一輸出橋臂和所述第一輸入橋臂連接，用于對所述第二待處理信號依次進行比例調節處理和第三限幅處理，獲得第二占空比信號，并根據所述第二占空比信號控制所述預設移相角的占空比。