[發明專利]全負載范圍軟開關的雙向CLLC諧振變換器調制方法

在審

• 申請號: 202310071834.0
• 申請日: 2023-01-17
• 公開（公告）號: CN116232080A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 任碧瑩;高子偉;張靜;楊佳娣
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/00;H02M1/08;H02M1/088
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 燕肇琪

1.全負載范圍軟開關的雙向CLLC諧振變換器調制方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1.采樣低壓側電壓V_L與電流I_L；

步驟2.計算電壓增益M與低壓側輸出功率P_L；

步驟3.計算最大移相角

步驟4.計算EPS調制下的臨界輸出功率P_{zvs_b}，在該調制下，當系統運行的功率小于P_{zvs_b}時，所有開關均能實現軟開關；

步驟5.根據基于步驟2至步驟4的計算結果，將運行工況分三種情況，并根據這三種情況獲得狀態變量S值；

步驟6.根據步驟5所述的狀態變量S值，選擇調制方法，保證全負載范圍內均實現軟開關；

步驟7.根據步驟6選擇的調制方法，選擇該調制環路所發出的開關信號V_Q1～V_Q8，驅動CLLC諧振變換器的八個開關管。

2.根據權利要求1所述的全負載范圍軟開關的雙向CLLC諧振變換器調制方法，其特征在于，所述步驟2中電壓增益的計算公式如式(1)所示：

所述輸出功率的計算公式如式(2)所示：

P_L＝V_LI_L??????????????????????????(2)。

3.根據權利要求1所述的全負載范圍軟開關的雙向CLLC諧振變換器調制方法，其特征在于，所述步驟3中最大移相角的計算公式如式(3)

所示：

其中V_Lmin為低壓側允許的最小電壓，V_Hmax為高壓側允許的最大電壓。

4.根據權利要求1所述的全負載范圍軟開關的雙向CLLC諧振變換器調制方法，其特征在于，所述步驟4中計算EPS調制下的臨界輸出功率P_{zvs_b}的計算公式如式(4)所示：

其中，f_r為諧振頻率，T_d為上下橋臂之間的死區時間，此功率下Q₃、Q₄所在橋臂的開關信號滯后Q₁、Q₂所在橋臂最大移相角當系統運行的功率小于P_{zvs_b}時，所有開關均能實現軟開關。

5.根據權利要求1所述的全負載范圍軟開關的雙向CLLC諧振變換器調制方法，其特征在于，所述步驟5中運行工況的三種情況分別為：升壓M≥1、降壓且負載大于臨界輸出功率M1且P_L≥P_{ZVS_b}、降壓且負載小于臨界輸出功率M1且P_LP_{ZVS_b}；

所述狀態變量S值的表達式如式(5)所示：

6.根據權利要求5所述的全負載范圍軟開關的雙向CLLC諧振變換器調制方法，其特征在于，所述步驟5中當S＝0或S＝1時高壓側開關采用PFM調制方法，并且低壓側開關采用同步整流SR調制，此時所有開關均能實現軟開關。

7.根據權利要求6所述的全負載范圍軟開關的雙向CLLC諧振變換器調制方法，其特征在于，所述PFM調制方法具體按照以下步驟實施：

步驟6.1，將V_L與參考電壓V_oref相減，其誤差e(t)經比例積分(PI)控制器計算開關頻率f_s，計算公式如式(6)所示：

f_s＝f_{s_I}+(K_P+K_I/s)e(t)???????????(6)

其中f_{s_I}為開關頻率初始值，開始運行時等于諧振頻率；

步驟6.2，f_s經壓控振蕩器輸出得到頻率可變的正弦調制信號U；

步驟6.3，將調制信號U與0比較后得到開關信號。