[發明專利]一種雙向串聯諧振型DC-DC變換器的PWM調制方法

在審

• 申請號: 202211060563.0
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115347797A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 李勝;朱海東;黃敏;方剛;向軍;徐衛軍
• 申請（專利權）人: 固德威技術股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/088;H02M1/00
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛

本發明涉及一種雙向串聯諧振型DC?DC變換器的PWM調制方法，其應用于雙向串聯諧振型DC?DC變換器中，該雙向串聯諧振型DC?DC變換器的PWM調制方法為：在正向升壓傳輸功率模式中控制各個原邊開關管和副邊下管的PWM驅動信號的占空比，在正向降壓傳輸功率模式中，控制原邊上管和副邊上管的PWM驅動信號的占空比，在反向降壓傳輸功率模式中，控制副邊上管和原邊上管的PWM驅動信號的占空比，在反向升壓傳輸功率模式中，控制各個副邊開關管和原邊下管的PWM驅動信號的占空比。本發明能夠實現諧振型直流變換器的雙向升降壓和能量流動方向平滑切換，不存在功率回流問題、實施簡單、整體損耗小。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域，具體涉及一種應用于儲能或光伏發電、直流變換、直流電源等行業中，基于雙向串聯諧振型DC-DC變換器的PWM調制方法。

背景技術

目前主流應用的隔離型雙向變換器有雙有源橋式（Dual active bridge，以下簡稱DAB）雙向直流變換器以及諧振型雙向直流變換器，用以實現升降壓。

目前應用的DAB雙向直流變換器是在全橋變換器發展而來。DAB雙向直流變換器可以實現雙向升降壓，其調制方式有以下三種：（1）單移相，該控制算法簡單，但是回流功率較大，整體效率較低；（2）雙重移相，該控制算法比單移相復雜，回流功率比單移相有所改善；（3）三重移相，該控制算法復雜，回流功率較小，整體效率較高。由此可見，針對DAB雙向直流變換器雖然已有出多種優化的移相調制算法，能量流動方向可以平滑切換，但仍存在回流功率、軟開關（零電壓開關和零電流開關，以下簡稱ZVS和ZCS）范圍窄、關斷損耗大等問題。

諧振型雙向直流變換器，有LC、LLC、CLLC等類型，其最常用的調制方法是變頻控制，通過改變開關頻率來改變電壓增益。變頻調制方法下，諧振型變換器能夠實現較寬的電壓增益范圍和全范圍的軟開關，以及較高傳遞效率。對于LC/LLC諧振類型，由于雙向的電壓增益特性不對稱，不能實現雙向升降壓，正向升壓，反向只能降壓；對于CLLC諧振類型雖然對稱性強，但硬件結構復雜，元器件數量多。

發明內容

本發明的目的是提供一種針對諧振型直流變換器，能夠使其實現雙向升降壓和能量流動方向平滑切換，但無功率回流問題、實施簡單、整體損耗小的雙向串聯諧振型DC-DC變換器的PWM調制方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種雙向串聯諧振型DC-DC變換器的PWM調制方法，應用于雙向串聯諧振型DC-DC變換器中，所述雙向串聯諧振型DC-DC變換器包括原邊橋式電路和副邊橋式電路，所述原邊橋式電路包括四個原邊開關管，分別為第一原邊上管、第一原邊下管、第二原邊上管和第二原邊下管，所述第一原邊上管和所述第一原邊下管串聯構成第一原邊橋臂，所述第二原邊上管和所述第二原邊下管串聯構成第二原邊橋臂，所述副邊橋式電路包括四個副邊開關管，分別為第一副邊上管、第一副邊下管、第二副邊上管和第二副邊下管，所述第一副邊上管和所述第一副邊下管串聯構成第一副邊橋臂，所述第二副邊上管和所述第二副邊下管串聯構成第二副邊橋臂，所述雙向串聯諧振型DC-DC變換器的PWM調制方法應用于由所述原邊橋式電路向所述副邊橋式電路正向升壓傳輸功率模式、由所述原邊橋式電路向所述副邊橋式電路正向降壓傳輸功率模式、由所述副邊橋式電路向所述原邊橋式電路反向降壓傳輸功率模式、由所述副邊橋式電路向所述原邊橋式電路反向升壓傳輸功率模式中；

在由所述原邊橋式電路向所述副邊橋式電路正向升壓傳輸功率模式中，控制各個所述原邊開關管的PWM驅動信號的占空比為0.5，控制所述第一副邊下管的PWM驅動信號和所述第二副邊下管的PWM驅動信號的占空比相等且大于0.5；

在由所述原邊橋式電路向所述副邊橋式電路正向降壓傳輸功率模式中，控制所述第一原邊上管的PWM驅動信號的占空比和所述第二原邊上管的PWM驅動信號的占空比相等且小于0.5，控制所述第一副邊上管的PWM驅動信號的占空比和所述第二副邊上管的PWM驅動信號的占空比為0，或者控制所述第一副邊上管的PWM驅動信號的占空比和所述第二副邊上管的PWM驅動信號的占空比相等且大于或等于所述第一原邊上管的PWM驅動信號的占空比；