[发明专利]一种用于分布式电源系统中谐振变换器的混合控制方法

权利要求书

1.一种用于分布式电源系统中谐振变换器的混合控制方法，所述分布式电源系统采用两极拓扑结构，前级为升压功率因数校正级，后级为直流—直流变换级，两级中间连接一个连接电容(C_link)，所述直流—直流变换级采用全桥LLC谐振变换器；其特征在于：在正常模式下，所述全桥LLC谐振变换器工作于半桥谐振变换器状态，谐振变换器的工作频率等于谐振频率，所述谐振变换器工作在谐振频率点，谐振变换器的效率最大；当交流输入电压丢失，全桥LLC谐振变换器处于保持模式，全桥LLC谐振变换器采用基于脉冲宽度调制和脉冲频率调制的混合控制，实现高电压增益调节，扩宽谐振变换器的输入电压工作范围，负载输出电压不变；所述全桥LLC谐振变换器由直流输入源(V_in)、原边全桥逆变方波模块(Ⅰ)、原边谐振网络模块(Ⅱ)、变压器(Ⅲ)、副边全桥整流模块(Ⅳ)和输出滤波模块构成，所述原边全桥逆变方波模块(Ⅰ)由原边第一开关管(S₁)、原边第二开关管(S₂)、原边第三开关管(S₃)和原边第四开关管(S₄)组成，原边谐振网络模块(Ⅱ)由谐振电容(C_r)、谐振电感(L_r)、励磁电感(L_m)组成；

基于脉冲宽度调制和脉冲频率调制的混合控制实现方式如下，

当分布式电源系统工作在正常模式下，全桥LLC谐振变换器的直流输入源(V_in)为额定电压值，原边第一开关管(S₁)处于关断状态，原边第三开关管(S₃)处于闭合状态，原边第二开关管(S₂)、原边第四开关管(S₄)以50％的占空比互补导通，全桥LLC谐振变换器工作在半桥状态，第二开关管(S₂)、第四开关管(S₄)的开关频率等于谐振电容(C_r)与谐振电感(L_r)的串联谐振频率；

当分布式电源系统DPS工作在保持模式下，交流输入电压丢失，连接电容(C_link)放电，所述全桥LLC谐振变换器的输入端工作在宽电压范围；

当所述全桥LLC谐振变换器的直流输入源(V_in)电压低于额定值，但大于额定电压的1/2时，所述原边第一开关管(S₁)、原边第三开关管(S₃)采用脉冲宽度调制PWM控制，原边第一开关管(S₁)、原边第三开关管(S₃)占空比互补，原边第二开关管(S₂)、原边第四开关管(S₄)以50％的占空比互补导通，第二开关管(S₂)、第四开关管(S₄)的开关频率等于谐振电容(C_r)与谐振电感(L_r)的串联谐振频率；

当所述全桥LLC谐振变换器的直流输入源(V_in)电压等于额定电压的1/2时，所述原边第一开关管(S₁)、原边第三开关管(S₃)以50％的占空比互补导通，原边第二开关管(S₂)、原边第四开关管(S₄)以50％的占空比互补导通，所述全桥LLC谐振变换器工作在全桥状态，原边第一开关管(S₁)、原边第二开关管(S₂)、原边第三开关管(S₃)、原边第四开关管(S₄)的开关频率均等于谐振电容(C_r)与谐振电感(L_r)的串联谐振频率；

当所述全桥LLC谐振变换器的直流输入源(V_in)电压小于额定输入电压的1/2时，原边第一开关管(S₁)、原边第二开关管(S₂)、原边第三开关管(S₃)、原边第四开关管(S₄)采用脉冲频率调制PFM控制，原边第一开关管(S₁)、原边第三开关管(S₃)以50％的占空比互补导通，原边第二开关管(S₂)、原边第四开关管(S₄)以50％的占空比互补导通，所述全桥LLC谐振变换器工作在全桥状态，原边第一开关管(S₁)、原边第二开关管(S₂)、原边第三开关管(S₃)、原边第四开关管(S₄)的开关频率均小于谐振电容(C_r)与谐振电感(L_r)的串联谐振频率。