[发明专利]一种双重移相调制下双有源全桥变换器大信号建模方法

权利要求书

1.一种双重移相调制下双有源全桥变换器的大信号建模方法，其中双有源全桥变换器包括原边全桥、副边全桥、变压器、电感器和输出电容器，该大信号建模方法包括以下步骤：

步骤1，根据变换器中原副边全桥的内移相和桥间移相的关系定义工作模式一和工作模式二；

双重移相调制下的双有源全桥变换器中，原副边全桥的内移相相等，用D₁T表示，原副边桥间移相用D₀T表示，T为半个开关周期，其中D₀、D₁是各移相在半个开关周期内的比值；根据D₀与D₁的大小关系，工作模式一定义为：0≤D₁≤D₀≤D₁+D₀≤1，工作模式二定义为：0≤D₀≤D₁≤D₁+D₀≤1；

步骤2，对双重移相调制下的双有源全桥变换器进行建模；

根据原副边全桥内开关器件的动作情况将一个开关周期分为八个子状态，在各个子状态中，状态变量的动态特性统一表示为：

其中，x(t)＝[i_L(t),v_o(t)]^T表示系统的两个状态变量，包括电感电流i_L(t)以及输出电容电压v_o(t)，v_in表示输入电压，下标j表示对应的第j个子状态，j＝(1～8)，A_j和B_j为各子状态对应的状态矩阵和输入矩阵；

在一个开关周期内建立变换器状态变量的迭代关系，通过对方程(1)在时间区间[T_j-1(D),T_j(D)]进行积分，得到状态变量在同一子状态持续时间内的状态转移函数f_p,j(x_j-1,k,D)：

其中T_j-1(D)为第j个子状态的起始时刻，T_j(D)为第j个子状态的结束时刻，τ表示时间变量，k代表第k个开关周期，x_j-1,k为第k个开关周期第j个子状态起始时刻T_j-1(D)的状态变量，x_j,k为结束时刻T_j(D)的状态变量，D＝(D₀，D₁)，表示控制变量组合；

将状态转移函数对每个子状态进行迭代，建立从一个开关周期初始时刻的状态变量映射到下一个开关周期初始时刻状态变量的离散迭代模型：

离散状态矩阵G_p(D)和H_p(D)为：

步骤3，推导离散迭代模型对应的大信号等效电路；

变换器的全阶大信号等效电路的状态方程表示为：

其中，A_eq(D)和B_eq(D)为大信号等效电路的状态矩阵和输入矩阵；

为了和变换器的离散迭代模型(3)保持一致，将采样周期设置为2T，则大信号等效电路对应的离散迭代模型为：

x[k]＝G_eq(D)x[k-1]+H_eq(D)v_in (6)

大信号等效电路的离散状态矩阵G_eq(D)和H_eq(D)为：

为了使所建立的大信号电路模型能够精确描述变换器的动态特性，让大信号等效电路和变换器的离散状态矩阵近似相等，即

G_eq(D)≈G_p(D)

H_eq(D)≈H_p(D) (8)

根据方程(4)-(8)，计算得到A_eq(D)和B_eq(D)；

通过A_eq(D)和B_eq(D)构建变换器的大信号等效电路模型。