[發明專利]一種用于雙有源橋DC-DC變換器的隨機PWM控制方式

在審

• 申請號: 202010561999.2
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111740605A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 康勁松;朱璽元;陳濤;梁玉;毛中亞
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/088;H02M1/44
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳源源

本發明涉及一種用于雙有源橋DC?DC變換器的隨機PWM控制方式，隨機PWM方波中每兩個相鄰的開關周期之和為一個定值，并且兩個相鄰周期中的前一個周期的頻率f_s1隨機改變。與現有技術相比，本發明將隨機PWM技術應用于雙有源橋DC?DC變換器中以提升其電磁兼容性能，同時，能夠克服采用隨機PWM技術后會產生功率波動，使得功率傳輸穩定，確保了系統的安全性和穩定性。

技術領域

本發明涉及一種雙有源橋DC-DC變換器領域，尤其是涉及一種用于雙有源橋DC-DC變換器的隨機PWM控制方式。

背景技術

電力電子變壓器又稱固態變壓器,是近年來隨著電力電子技術發展而引起人們關注的新型電網配電變壓裝置。雙有源橋DC-DC變換器(dual-active-bridge,DAB)因其模塊化的對稱結構、較高的功率密度、零電壓開關、雙向能量傳輸能力以及簡單移相控制(Phase-shift)等固有優勢，從提出之時起便得到了最廣泛的關注，成為電力電子變壓器功率傳輸級的常用拓撲。

在電力電子技術中，脈沖寬度調制技術(PWM)因其控制簡單，靈活和動態響應好的優點已被廣泛采用。但同時其也會帶來大量的諧波干擾，對于穩定的系統而言，諧波源是極其嚴重的電磁干擾源，大量幅值極大的諧波會產生嚴重的傳導電磁干擾(EMI)，影響各個開關器件的正常運行和工作，降低系統的電磁兼容性能。

目前DAB均采用規律的PWM進行調制，但是對于DAB電路來說，由于電路兩側存在多個開關管，高頻下系統會存在著極大的電磁干擾現象，影響系統的工作穩定性。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于雙有源橋DC-DC變換器的隨機PWM控制方式。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于雙有源橋DC-DC變換器的隨機PWM控制方式，隨機PWM方波中每兩個相鄰的開關周期之和為一個定值，并且兩個相鄰周期中的前一個周期的頻率f_s1隨機改變，滿足以下關系式：

f_D-Δf≤f_s1≤f_D+Δf，E[f_s1]＝f_D

式中，f_D表示中心頻率，Δf表示隨機變化頻率。

進一步地，每兩個相鄰的開關周期為一個總周期，該總周期中的平均功率為：

式中，P表示平均功率，K表示變壓器變壓比，V₁表示輸入端電壓，V₂表示輸出端電壓，T₀表示移相角對應的時間，L表示電感，T_s1表示相鄰的前一個開關周期，T_s2表示相鄰的后一個開關周期。

進一步地，所述雙有源橋DC-DC變換器的兩個H全橋共包括8個反并聯二極管和8個MOSFE，兩H全橋通過高頻變壓器相連。

進一步地，雙有源橋DC-DC變換器工作時，每個橋臂上的兩個開關管180°互補導通，所有斜對角的兩只開關管同時導通同時關閉。

進一步地，所述第一個H全橋包括第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3和第四開關管Q4，所述第一開關管Q1與第二開關管Q2形成第一個H全橋的第一橋臂，第三開關管Q3和第四開關管Q4形成第一個H全橋的第二橋臂；第二個H全橋包括第五開關管Q5、第六開關管Q6、第七開關管Q7和第八開關管Q8，所述第五開關管Q5和第六開關管Q6形成第二個H全橋的第一橋臂，第五開關管Q5和第六開關管Q6形成第二個H全橋的第二橋臂，每個開關管驅動信號為隨機PWM方波。