[發明專利]一種雙有源橋非對稱-對稱占空比混合優化調制控制方法

有效

• 申請號: 202110717259.8
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113364300B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 王彌新;潘三博
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

1.一種雙有源橋非對稱-對稱占空比混合優化調制控制方法，基于雙有源橋變換器，所述雙有源橋變換器包括8個開關管組成的兩個H橋、兩個穩壓濾波電容、高頻變壓器和輔助電感，每個H橋包括4個開關管，帶有輔助電感的H橋為雙有源橋變換器的原邊，另一個H橋為雙有源橋變換器的副邊，其特征在于，雙有源橋變換器的原邊采用非50％占空比運行，雙有源橋變換器的副邊采用50％占空比運行，控制方法具體包括以下步驟：

S1、根據預設的3種調制模式以及雙有源橋變換器的基準功率和基準電流，通過時域分析，計算得到3種調制模式的電感電流峰峰值以及傳輸功率；

S2、基于KKT條件，以調制模式的電感電流峰峰值為優化目標，傳輸功率為約束條件，計算得到3種調制模式的最優解；

S3、通過比較3種調制模式的最優解的電感電流峰峰值，取各功率段電感電流峰峰值最小的調制模式，計算得到整個功率段的全局最優解，根據所述全局最優解控制雙有源橋變換器的開關管；

所述3種調制模式根據雙有源橋變換器的原邊和副邊的移相比的約束條件進行設置，包括第一調制模式、第二調制模式和第三調制模式；

所述第一調制模式的電感電流峰峰值以及傳輸功率的計算公式如下所示：

P₁＝-2M(4D₁²+4D₂²+8D₃²+8D₂D₃-4D₁-6D₂-8D₃+3)

其中，I_pp1為第一調制模式的電感電流峰峰值，P₁為第一調制模式的傳輸功率，n為高頻變壓器的變壓比，V₂為副邊的輸出電壓，M為電壓轉換比；

所述第二調制模式的電感電流峰峰值以及傳輸功率的計算公式如下所示：

I_pp2＝4[2D₁+(-2D₁+2D₂+4D₃-1)M]

P₂＝-2M(2D₁²+2D₂²+6D₃²-4D₁D₂-4D₁D₃+4D₂D₃-2D₂-4D₃+1)

其中，I_pp2為第二調制模式的電感電流峰峰值，P₂為第二調制模式的傳輸功率；

所述第三調制模式的電感電流峰峰值以及傳輸功率的計算公式如下所示：

I_pp3＝4[2D₁+(-2D₁+2D₂+4D₃-1)M]

P₃＝-M(4D₂²+8D₃²-8D₁D₂-16D₁D₃+8D₂D₃+4D₁-4D₂-4D₃+1)

其中，I_pp3為第三調制模式的電感電流峰峰值，P₃為第三調制模式的傳輸功率；

所述第一調制模式的約束條件如下所示：

第二調制模式的約束條件如下所示：

第三調制模式的約束條件如下所示：

其中，D₁為雙有源橋變換器一個周期內原邊高電平的時間占一個周期的比值，D₂為一個周期內副邊高電平的時間占一個周期的比值，D₃為原邊高電平和副邊高電平對應的三電平波的錯相時間占一個周期的比值。