[發明專利]雙有源橋變換器基于LCL諧振的全局優化迭代控制方法

有效

• 申請號: 202010825206.3
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111969856B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 郭志強;李沫霖
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/08;H02M1/088
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

1.雙有源橋變換器基于LCL諧振的全局優化迭代控制方法，其特征在于：包括如下步驟，

步驟一：通過電壓參考V_ref和二次側電壓反饋V_o相減得到的電壓誤差，經輸出電壓控制器輸出為移相角控制量其中移相角控制量定義為一次側和二次側全橋逆變方波的中性線對應的相位差；

步驟二：定義轉化率等效電壓增益M＝V_o/nV_bat,n為變壓器變比，V_bat為蓄電池電壓，定義η＝R₂/n²R₁，R₂為二次側全橋等效導通電阻，R₁為一次側全橋等效導通電阻，根據M值、η值以及移相角控制量的大小，判斷電路工作模態；

步驟三：定義內部移相角控制量α＝π(1-D₁)/2，β＝π(1-D₂)/2，其中D₁、D₂分別為一次側和二次側全橋電壓波形占空比，采用迭代計算方法得到不同工作模態下內部移相角控制量α或β；

步驟四：根據步驟三得到的不同工作模態下內部移相角控制量α或β，根據全局優化控制方法計算得到另一內部移相角控制量，限制內部移相角控制量α和β的大小在0到π/2之間，如果內部移相角控制量α或β大于π/2，則使內部移相角控制量α或β等于π/2；

步驟五：根據步驟四得到的內部移相角控制量α和β，得到占空比D₁、D₂的控制量；

步驟六：通過步驟三和步驟四的基波分析以及迭代方法得到全局優化控制策略，即根據步驟二得到的和步驟五所得到的D₁、D₂，產生一次側和二次側全橋開關管對應的驅動信號，信號用于驅動八只開關管工作，實現諧振式LCL雙有源橋變換器全局軟開關高效率運行并應用于寬電壓變化場合。

2.如權利要求1所述的雙有源橋變換器基于LCL諧振的全局優化迭代控制方法，其特征在于：所述雙有源橋變換器主要由變壓器、一次側全橋、二次側全橋和LCL諧振槽組成；

一次側全橋包含4只開關管Q₁-Q₄；開關管Q₁和開關管Q₂組成一個橋臂，Q₁的源極連接Q₂的漏極；開關管Q₃和開關管Q₄組成一個橋臂，Q₃的源極連接Q₄的漏極；開關管Q₁的漏極和開關管Q₃的漏極連接在一起；開關管Q₂和開關管Q₄的源極連接在一起；開關管Q₁的源極連接諧振電感L_r1的一端，諧振電感L_r1的另一端連接諧振電容C_r和諧振電感L_r2的一端，諧振電感L_r2的另一端連接一次側變壓器繞組的同名端；變壓器一次側繞組的異名端連接Q₃的源極以及諧振電容 C_r的另一端；開關管Q₁和Q₂的驅動信號分別為占空比為0.5的驅動信號，驅動信號互補且存在死區時間；開關管Q₃和Q₄的驅動信號分別為占空比為0.5的驅動信號，驅動信號互補且存在死區時間；開關管Q₁和開關管Q₄的驅動信號重疊的時間除以開關周期的一半定義為占空比D₁；

二次側全橋包含4只開關管Q₅-Q₈；開關管Q₅和開關管Q₆組成一個橋臂，Q₅的源極連接Q₆的漏極；開關管Q₇和開關管Q₈組成一個橋臂，Q₇的源極連接Q₈的漏極；開關管Q₅和Q₇的漏極連接在一起，連接輸出電容的正極，作為輸出電壓正極；開關管Q₆和開關管Q₈的源極連接在一起，連接輸出電容的負極，作為輸出電壓負極；變壓器二次側的同名端連接開關管Q₅的源極，變壓器二次側繞組的異名端連接開關管Q₇的源極；開關管Q₅和Q₆的驅動信號分別為占空比為0.5的驅動信號，驅動信號互補且存在死區時間；開關管Q₇和Q₈的驅動信號分別為占空比為0.5的驅動信號，驅動信號互補且存在死區時間；開關管Q₅和開關管Q₈的驅動信號重疊的時間除以開關周期的一半定義為占空比D₂。