[发明专利]零电压开关下电压传输比大于1的DAB优化控制方法

说明书

本发明公开了一种零电压开关下电压传输比大于1的DAB优化控制方法，根据变压器原副边H桥之间的移相比D₀以及两侧H全桥内移相比D₁、D₂三个移相控制量的大小关系，调整电压电流波形。使得DAB变换器能在电压传输比大于1，即v_s大于v_p时且为低功率的情况下，实现电流优化下的零电压开关，改善了器件工作条件。

技术领域

本发明涉及一种DC/DC变换器，尤其涉及一种零电压开关下电压传输比大于1的DAB优化控制方法。

背景技术

随着新能源、直流微电网系统以及电动汽车系统等技术的发展和电气设备技术的不断提高，大功率双向直流变换器受到越来越多的关注。其中，双有源桥(Dual ActiveBridge，DAB)直流变换器因其具有电器隔离、结构对称、可靠性高、功率密度高、零电压开关易于实现等优点被广泛关注。DAB常用的控制方法为移相控制，通过控制变压器原副边交流电压之间的相位、原副边桥内对角全控开关管开通的相位差来控制传输功率的大小和方向，DAB最常用也是最传统的控制方法是单移相(Single phase shift，SPS)控制，只有高频变压器原副边交流电压之间的相位一个控制量，这种方法控制简单，易于实现零电压开关，但在输入输出电压比不为1的时候存在功率回流较大、零电压开关范围缩小、器件电流应力大等问题。为了解决这些问题研究者做了很多的努力，在单移相控制的基础上提出了扩展移相(Extended phase shift，EPS)控制方法、双重移相(Dual phase shift，DPS)控制方法、三重移相(Triple phase shift，TPS)控制方法。其中TPS具有三个移相控制量，SPS、DPS和EPS均是TPS的简化形式，三个控制量更具一般性，也提高了控制的灵活性，可以通过分析得到三个控制量之间的约束条件，经过约束条件得到的三个控制量可以实现减小回流功率、降低开关器件电流应力以及零电压开关，提高变换器的传输效率。

全控开关器件在开通关断时若没有实现零电压开关，会造成功率损耗，同时产生大量的热量，导致全控开关器件及周边元件发热，降低变换器的传输效率、可靠性和寿命等，在变换器低功率工作下尤为明显，所以双有源全桥直流变换器工作在高频应用中低功率零电压开关的实现尤为重要，并且当前有很多实现电压传输比小于1时的零电压开关控制方法，但是很少有研究电压传输比大于1情况下的控制方法。

发明内容

本发明提供了一种零电压开关下电压传输比大于1的DAB优化控制方法，该方法给出了三重移相控制的三个移相值的函数关系及功率计算公式，其关系均由初等函数组成，计算简便，实现了电压传输比大于1时的变换器低功率分段零电压开关且回流功率较小，提高开关器件的工作环境和可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术解决方案如下：