[发明专利]一种用于双主动全桥直流变换器的暂态移相控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，涉及到双主动全桥直流变换器，特别涉及一种用于双主动全桥直流变换器的暂态移相控制方法。

背景技术

双主动全桥直流变换器是一可以二象限运行的直流变换器。其拓朴结构如图1所示，该变换器主要由两个全桥变换器H₁和H₂，二个直流滤波电容C₁和C₂，一个高频电感L和一个高频隔离变压器T组成。由于其在功能上相当于2个单向直流变换器，所以能大幅度减小系统体积、重量和成本，在直流电机驱动、不间断电源和电动汽车等需要进行能量双向流动的场合应用广泛。

目前，国内外对于双主动全桥直流变换器的研究方向主要在基本特性、拓扑结构和软开关解决方案、控制方法以及硬件设计和优化等方面，这些研究多集中在稳态移相控制方法的基础上，对于双主动全桥直流变换器的暂态移相控制方法的研究并不多。在这些研究中，通常认为一个开关周期内变压器两端电压的伏秒积为零。在这一前提下，变压器电流不产生直流偏置，也不会有很大的电流冲击。在稳态过程中，双主动全桥直流变换器可以满足上述前提，但是在暂态过程中，无法严格满足这一前提。尤其当移相角度发生变化时，在两个开关周期之间，变压器两端的电压并不对称，进而导致了变压器两端电压的伏秒积不为0，也导致了直流偏置现象的产生。

为了抑制直流偏置，有文献采用在变压器中串联电容的方案，但是电容中将流过双主动全桥直流变换器的额定电流，温度升高明显，也会带来较大的功率损耗，降低效率。并且在大功率应用场合，电容也增大了变换器的体积和成本。

发明内容

本发明的目的是为解决上述的技术问题,提出一种用于双主动全桥直流变换器的暂态移相控制方法，不采用任何辅助元件，仅通过控制的优化来消除双主动全桥直流变换器的暂态直流偏置、减小电流冲击、加快动态响应速度。

本发明采取的技术方案如下：

一种用于双主动全桥直流变换器的暂态移相控制方法，其特征在于，该控制方法包括：

在稳态期间，将双主动全桥直流变换器中的第一全桥的交流输出侧调整为占空比为50％的方波v_h1，相位固定；将双主动全桥直流变换器中的第二全桥的交流输出侧也调整为占空比为50％的方波v_h2，该方波v_h2和v_h1的上升沿和下降沿之间均有一个相等的移相角；

在暂态时，当方波v_h2和v_h1移相角从第一开关周期T1的移相角D1变化到第二开关周期T2的移相角D2时，在第二开关周期T2中，调整方波v_h2的上升沿(或下降沿)与方波v_h1的上升沿(或下降沿)之间的移相角为D20，调整方波v_h2的下降沿(或上升沿)与方波v_h1的下降沿(或上升沿)具有移相角D2；通过调节移相角D20便可以消除双主动全桥直流变换器在暂态时的直流偏置，减小电流冲击，并加快动态响应速度。

所述的移相角D20等于(D1+D2)/2。

所述的移相角D1大于等于-90度，小于等于90度；

所述的移相角D2大于等于-90度，小于等于90度；

采用上述技术方案，本发明的有益效果在于：

暂态过程中，通过调整第二开关周期的移相角分别作用于第二全桥交流侧方波的上、下沿，使得变压器两端的电压仍然对称，进而导致变压器两端的伏秒积为0，消除了直流偏置，减小了电流冲击，并且提高了动态响应速度。

附图说明

图1是双主动全桥直流变换器的拓扑结构图。

图2是本发明用于双主动全桥直流变换器的暂态移相控制方法示意图。

图3是本发明的实施例中采用传统移相控制方法时双主动全桥直流变换器的实验波形图。

图4是本发明的实施例中采用暂态移相控制方法时双主动全桥直流变换器的实验波形图。

具体实施方式

下面结合本发明的技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。

本发明中的双主动全桥直流变换器的拓扑结构如图1所示。该变换器主要由两个全桥变换器H₁和H₂，二个直流滤波电容C₁和C₂，一个高频电感L和一个高频隔离变压器T组成。