[發(fā)明專利]一種軟開關雙向直流變換器及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110584571.4
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113285599B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 胡剛毅;張超;高樂;高文進;程翔宇;鄭交科
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司;濰柴新能源科技有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/44;H02J7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 張建

本公開提供的一種軟開關雙向直流變換器及控制方法，該軟開關雙向直流變換器包括雙向boost?buck主電路和軟開關電路，本公開在boost模式下，通過軟開關電路中的下橋輔助開關管和第一諧振開關管控制緩沖電感和緩沖電容儲存能量和釋放能量實現(xiàn)對雙向boost?buck主電路中的下橋主開關管的軟開關。本公開在buck模式下，通過軟開關電路中的上橋輔助開關管和第二諧振開關管實現(xiàn)對雙向boost?buck主電路中的上橋主開關管的軟開關。本公開通過軟開關電路實現(xiàn)雙向boost?buck主電路的主開關管的開通和關斷，可以降低開關損耗和電磁干擾噪聲。

技術領域

本公開涉及直流變換器技術領域，尤其涉及一種軟開關雙向直流變換器及控制方法。

背景技術

雙向直流變換器廣泛應用在太陽能發(fā)電、混合動力汽車、燃料電池車、不間斷電源以及其他分布式能源系統(tǒng)中，直接影響整個系統(tǒng)的性能。尤其是在新能源汽車領域，雙向直流變換器的效率將直接影響車輛的續(xù)駛里程和可靠性。

為了獲得更高的功率密度，在雙向直流變換器中通常采用更高的開關頻率，雖然開關高頻化可以顯著降低雙向直流變換器中無源器件的體積，但是會增加開關損耗以及加劇系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)噪聲。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本公開提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種軟開關雙向直流變換器及控制方法，技術方案如下：

一種軟開關雙向直流變換器，包括：雙向boost-buck主電路和軟開關電路，所述雙向boost-buck主電路包括：低邊電池、低邊電容、功率電感、下橋主開關管、上橋主開關管、高邊電容和高邊電池，所述軟開關電路包括：第一鉗位二極管、第二鉗位二極管、上橋輔助開關管、下橋輔助開關管、緩沖電感、緩沖電容、第一諧振開關管和第二諧振開關管，

所述低邊電池的負極與所述低邊電容的負極連接，所述低邊電池的正極與所述低邊電容的正極連接，所述功率電感的一端與所述低邊電容的正極連接，所述功率電感的另一端與所述下橋主開關管的一端連接，所述下橋主開關管的另一端分別與所述低邊電容的負極和所述高邊電容的負極連接，所述高邊電容的正極與所述上橋主開關管的一端連接，所述上橋主開關管的另一端與所述功率電感的另一端連接，所述高邊電池的負極與所述高邊電容的負極連接，所述高邊電池的正極與所述高邊電容的正極連接；

所述上橋輔助開關管的一端分別與所述上橋主開關管的一端和所述高邊電容的正極連接，所述上橋輔助開關管的另一端與所述下橋輔助開關管的一端連接，所述下橋輔助開關管的另一端分別與所述下橋主開關管的另一端和所述高邊電容的負極連接；所述第一鉗位二極管的一端分別與所述上橋主開關管的一端和所述上橋輔助開關管的一端連接，所述第一鉗位二極管的另一端分別與所述第二鉗位二極管的一端、所述緩沖電容的一端和所述第二諧振開關管的一端連接，所述第二鉗位二極管的另一端分別與所述下橋主開關管的另一端和所述下橋輔助開關管的另一端連接；所述緩沖電感的一端與所述功率電感的另一端連接；所述緩沖電感的另一端分別與所述上橋輔助開關管的另一端和所述下橋輔助開關管的一端連接；所述緩沖電容的一端分別與所述第二諧振開關管的一端、所述第一鉗位二極管的另一端和所述第二鉗位二極管的一端連接，所述緩沖電容的另一端與所述功率電感的另一端連接，所述第二諧振開關管的另一端與所述第一諧振開關管的一端連接，所述第一諧振開關管的另一端分別與所述上橋輔助開關管的另一端和所述下橋輔助開關管的一端連接。

可選的，所述下橋主開關管、所述上橋主開關管、所述上橋輔助開關管、所述下橋輔助開關管、所述第一諧振開關管和所述第二諧振開關管均為絕緣柵雙極型晶體管。

可選的，所述下橋主開關管、所述上橋主開關管、所述上橋輔助開關管、所述下橋輔助開關管、所述第一諧振開關管和所述第二諧振開關管均為金屬氧化物場效應管。

一種軟開關雙向直流變換器的控制方法，應用于上述任一項所述軟開關雙向直流變換器，所述控制方法包括：