[發(fā)明專利]一種雙向諧振型直流變換器的控制方法及控制電路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211089489.5
• 申請(qǐng)日: 2022-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN115765467A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王騰飛;莊加才;徐江濤;劉威;潘岱棟;徐君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335;H02M7/219;H02M7/5387;H02M1/00;H02M1/088
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 陳穎

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N雙向諧振型直流變換器的控制方法及控制電路，該控制方法在檢測(cè)到副邊諧振電流換向后，控制副邊電路各橋臂中相應(yīng)開關(guān)管分別延時(shí)一段相應(yīng)的時(shí)間后再關(guān)斷，由于關(guān)斷后電流換流至同橋臂內(nèi)互補(bǔ)開關(guān)管的反并二極管或體二極管，所以經(jīng)過相應(yīng)死區(qū)時(shí)間后，再控制副邊電路各橋臂中互補(bǔ)的開關(guān)管導(dǎo)通，使得副邊電路中各開關(guān)管僅在死區(qū)時(shí)間內(nèi)存在驅(qū)動(dòng)未開通反向走電流的工況，因此導(dǎo)通損耗降低。而且，各延時(shí)時(shí)間是根據(jù)雙向諧振型直流變換器的輸入電參數(shù)和/或輸出電參數(shù)和所需的增益確定得到的，所以在設(shè)置開關(guān)頻率大于諧振頻率的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)所需的增益；進(jìn)而可以減小寬電壓輸出場(chǎng)合的頻率調(diào)節(jié)范圍，對(duì)于提高開關(guān)頻率具有明顯作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙向諧振型直流變換器的控制方法及控制電路。

背景技術(shù)

在能源互連的發(fā)展趨勢(shì)下，不同儲(chǔ)能系統(tǒng)間的能量交互變得普遍，其中，雙向直流功率變換需求逐漸被用戶和市場(chǎng)所需要。通常為保證安全，不同能量系統(tǒng)間會(huì)采用隔離系統(tǒng)，如雙向車載電源，雙向充電樁等。常用的雙向直流變換器多為DAB(雙有源橋)拓?fù)浜虲LLC拓?fù)洌渲蠨AB拓?fù)渫ㄟ^移相控制增益和功率，但其軟開關(guān)范圍受限，在電池電壓范圍較寬時(shí)，開關(guān)管損耗大；CLLC拓?fù)鋭t是諧振型拓?fù)洌ㄟ^調(diào)頻實(shí)現(xiàn)增益和功率控制，效率較高。

但是，現(xiàn)有的CLLC諧振變換器，其副邊開關(guān)管工作在同步整流狀態(tài)，若需要實(shí)現(xiàn)寬范圍電壓增益，則會(huì)導(dǎo)致其開關(guān)頻率的調(diào)節(jié)范圍較大；另外，隨著器件發(fā)展，SiC(碳化硅)器件、GaN(氮化鎵)器件應(yīng)用逐漸增加，其器件本身反向走電流時(shí)，若未開通驅(qū)動(dòng)將會(huì)產(chǎn)生3V甚至更高的導(dǎo)通電壓，同時(shí)隨著開關(guān)頻率提高，反向走電流時(shí)間占比整個(gè)開關(guān)周期中的占比增大，在同步整流場(chǎng)合下將產(chǎn)生較大的導(dǎo)通損耗，增加了器件散熱的困難，并導(dǎo)致系統(tǒng)功率下降。

因此，如何發(fā)展一種改善上述技術(shù)問題的控制方案，成為一項(xiàng)迫切需求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N雙向諧振型直流變換器的控制方法及控制電路，以在實(shí)現(xiàn)寬范圍電壓增益時(shí)降低開關(guān)頻率的調(diào)節(jié)范圍，并降低導(dǎo)通損耗。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：

本申請(qǐng)第一方面提供了一種雙向諧振型直流變換器的控制方法，雙向諧振型直流變換器包括：變壓器、原邊電路、副邊電路以及設(shè)置于所述變壓器與所述原邊電路和/或所述副邊電路之間的諧振腔；所述原邊電路和所述副邊電路均為單相全橋電路，且所述單相全橋電路中的各開關(guān)管均帶有反并聯(lián)二極管或體二極管；所述控制方法包括：

獲取所述雙向諧振型直流變換器的輸入電參數(shù)和/或輸出電參數(shù)；

根據(jù)所述輸入電參數(shù)和/或輸出電參數(shù)和所述雙向諧振型直流變換器所需的增益，確定所述副邊電路中各橋臂的延時(shí)時(shí)間；

根據(jù)所述輸入電參數(shù)和/或輸出電參數(shù)以及預(yù)設(shè)參考信號(hào)，設(shè)置所述原邊電路和所述副邊電路的開關(guān)頻率大于所述諧振腔的諧振頻率；

在所述雙向諧振型直流變換器的副邊諧振電流過零時(shí)，以過零時(shí)刻為起點(diǎn)，在各所述延時(shí)時(shí)間之后分別進(jìn)行對(duì)所述副邊電路中相應(yīng)開關(guān)管的關(guān)斷控制；再在死區(qū)時(shí)間后，控制所述副邊電路中互補(bǔ)的開關(guān)管導(dǎo)通。

可選的，各所述延時(shí)時(shí)間相等，且小于預(yù)設(shè)值，使所述副邊電路對(duì)應(yīng)橋臂中的各開關(guān)管保持零電壓開通；或者，

所述雙向諧振型直流變換器所需的增益大于1時(shí)，各所述延時(shí)時(shí)間不等。

可選的，各所述延時(shí)時(shí)間不等時(shí)，存在一個(gè)所述延時(shí)時(shí)間，隨所述雙向諧振型直流變換器所需的增益同向變化。

可選的，在設(shè)置所述原邊電路和所述副邊電路的開關(guān)頻率大于所述諧振腔的諧振頻率之后，還包括：

根據(jù)所述開關(guān)頻率生成并輸出所述原邊電路的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。

可選的，所述單相全橋電路中，同一橋臂中兩半橋臂的開關(guān)管互補(bǔ)導(dǎo)通；