[发明专利]一种双向DC-DC变换器电流临界连续统一控制方法

说明书

本发明公开的一种双向DC‑DC变换器电流临界连续统一控制方法，涉及双有源桥双向DC‑DC变换器的电流临界连续统一控制方法，属于电力电子领域。本发明公开的控制方法通过控制变压器一次侧和二次侧的电压以及其两者之间的相位差，使变换器工作在变压器电流临界连续，减小变换器的环流与导通损耗。另外，通过边界条件以及控制条件能够使变压器电流处于临界连续的模式，使得电路的无功损耗减小，开关管电流应力和变换器的环流损耗减小，从而能够提高变换器的效率和可靠性。本发明还能极大降低控制单元的复杂程度，实现实时控制。本发明可应用于高频隔离开关电源方向。

技术领域

本发明涉及一种双向DC-DC变换器电流临界连续统一控制方法，尤其涉及一种双有源桥双向DC-DC变换器的电流临界连续统一控制方法，属于电力电子领域的高频隔离开关电源方向。

背景技术

随着电力电子技术的发展，双向、高频隔离、高效率的变换器的需求逐步增加，尤其是在包含储能单元的固态变压器，高压直流输电，微电网等各种供电系统场合。这些系统由于需要对储能单元进行充放电的能量控制，要求变换器具有双向可控功率流的特点。另外，高的传递效率能够提高整个变换装置的功率密度，增加可靠性，节约成本，因此也成为另一个重要的指标。对于前述的应用场合，双有源桥双向DC-DC变换器因为其具有广泛的应用前景而被大量研究。

常用类型的一种双向DC-DC变换器的拓扑结构图如图1所示，该拓扑结构为对称结构，变压器一次侧和二次侧都是由开关管组成的全桥电路，所述的两个全桥电路由一个高频变压器连接。此种类型的变换器包含三个控制变量，包括一次侧全桥电路的两个桥臂中心点之间的电压vAB，二次侧全桥电路两个桥臂中心点之间的电压vCD，以及vAB和vCD之间的移向角。通过控制一次侧开关管的驱动信号可以调节电压vAB的占空比大小；通过控制二次侧开关管的驱动信号可以调节电压vCD的占空比大小；通过调节一次侧与二次侧开关管信号之间的相位差可以实现对vAB和vCD之间的移向角的控制。目前针对双有源桥双向DC-DC变换器控制方法可以分为两大类：a)传统的单移向控制策略，b)移向加PWM控制策略。其中移向加PWM控制策略又可以两个控制自由度的控制策略和三个控制自由度的控制策略。