[發明專利]一種高可靠的雙有源橋穩態控制方法及變換器

在審

• 申請號: 202210199633.4
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114553008A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 王來利;靳浩源;溫浚鐸;董曉博;孔航
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/36
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張宇鴿

1.一種高可靠的雙有源橋穩態控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1啟動閉環控制，在本次閉環控制DAB變換器原邊開關管的驅動信號上升沿，通過更新PWM信號的設定值，將DAB變換器的移相時間更新為上一次閉環控制計算得到的DAB變換器的移相時間；

S2基于ADC采樣采集本次閉環控制DAB變換器的輸出電壓，根據采集的輸出電壓和預期輸出電壓計算獲得本次閉環控制的誤差信號；

S3基于增量式離散PI算法，根據獲得的誤差信號計算本次閉環控制DAB變換器的移相時間；

S4實時檢測DAB變換器的輸入電壓，并根據輸入電壓判斷DAB是否停止運行：

若輸入電壓小于閾值，則控制器停止輸出PWM信號，DAB變換器停止運行；

若輸入電壓不小于閾值，則開啟下一次閉環控制，重復S1-S4直至輸入電壓小于預設輸入電壓參考值，穩態控制完成。

2.根據權利要求1所述的一種高可靠的雙有源橋穩態控制方法，其特征在于，在S1啟動閉環控制之前，還包括對閉環控制進行軟啟動，軟啟動包括如下步驟：

實時檢測輸出電壓，并根據輸出電壓判斷是否對DAB變換器的輸出電壓啟動閉環控制：

若輸出電壓不大于95％的輸出電壓參考值，對DAB變換器的輸出電壓采用開環控制并不斷檢測輸出電壓大小；

若輸出電壓大于95％的輸出電壓參考值，軟啟動完成，啟動輸出電壓的閉環控制進入S1。

3.根據權利要求2所述的一種高可靠的雙有源橋穩態控制方法，其特征在于，判斷是否對DAB變換器的輸出電壓啟動閉環控制前，還包括：

實時檢測DAB變換器的輸入電壓并根據輸入電壓判斷是否對DAB變換器的輸出電壓啟動開環控制：

若輸入電壓不大于5％的輸入電壓參考值，不啟動開環控制并繼續檢測輸入電壓；

若輸入電壓大于5％的輸入電壓參考值，對DAB變換器的輸出電壓啟動開環控制并輸出PWM信號，并判斷是否對DAB變換器的輸出電壓啟動閉環控制。

4.根據權利要求2所述的一種高可靠的雙有源橋穩態控制方法，其特征在于，在對DAB變換器的輸出電壓采用開環控制時，其輸出電壓的表達式為：

其中，n為DAB變壓器的原副邊匝數比，V_in為DAB變換器的輸入電壓，R_out為負載電阻，f_s為DAB變換器的工作頻率，L為DAB變換器的電感值，D為DAB變換器的移相比。

5.根據權利要求4所述的一種高可靠的雙有源橋穩態控制方法，其特征在于，在對DAB變換器的輸出電壓采用開環控制時，還包括根據輸出電壓計算開環控制DAB變換器的移相時間，移相時間的表達式為：

其中，t_d為開環控制DAB變換器的移相時間，T_hs表示DAB變換器工作周期的一半。

6.根據權利要求1所述的一種高可靠的雙有源橋穩態控制方法，其特征在于，在S3中，本次閉環控制DAB變換器的移相時間的表達式為：

t_d(k)＝t_d(k-1)+Δt_d(k)＝t_d(k-1)+K_P·Δe(k)+K_I·T_sample·e(k)；

其中，t_d(k)為第k次增量式離散PI計算得到的移相時間，t_d(k)為第k-1次增量式離散PI計算得到的移相時間，Δt_d(k)為第k次計算得到的移相時間的增量，K_P為PI調節中的比例系數，K_I為PI調節中的積分系數，T_sample為ADC采樣周期，e(k)為第k次計算得到的誤差信號，Δe(k)為第k次計算得到的誤差信號的增量。