[发明专利]一种用于双有源桥式单级AC-DC变换器的控制方法

权利要求书

1.一种用于双有源桥式单级AC-DC变换器的控制方法，其特征在于，

所述双有源桥式单级AC-DC变换器，包括主电路和控制电路，主电路包括不控整流桥、原边全桥电路、高频变压器和副边全桥电路，控制电路包括控制器、驱动电路和采样电路；

其中，原边全桥电路、高频变压器和副边全桥电路，构成了主电路的有源双桥结构；所述原边全桥电路包括四个开关管，副边全桥电路包括四个开关管；不控整流桥为全桥结构，由四个二极管构成；

所述主电路的连接关系为：

由输入侧串联电感L_ac组成低通滤波器，再连接由四个二极管构成的不控整流桥；不控整流桥的输出侧连接双有源桥的输入侧，并且并联高频电容C_rec来吸收双有源桥的高频纹波；双有源桥的输入侧，由四个开关管组成的全桥，输出侧由四个开关管组成的全桥，两个桥的之间通过高频变压器T_r连接；谐振电感L_r与高频变压器T_r串联，负责功率的传输；双有源桥的输出侧与一个高频电容C_oh并联，以吸收开关频率中的电流纹波；一个电解电容C_ol与双有源桥的输出侧并联，以减小低频的电压纹波；

控制过程包括以下步骤：

步骤一：采样变换器的输入电压v_in的瞬时值，针对输入交流电压，通过在DSP中的数字锁相环得到输入电压的实时相位σ；

步骤二：采样变换器的输出电压v_o的瞬时值，将输出电压v_o的瞬时值，经过滤波后，与给定的输出电压值v_ref做差，将输出电压误差经过PI调节器得到原副边移相角控制信号

步骤三：根据在DSP中的数字锁相环得到输入电压的实时相位σ和原副边移相角控制信号得到副边占空比控制信号D₂：

步骤四：对原边的占空比控制信号D₁进行优化；以I_ZVS1为原边开关管实现软开关所需的最小电流，原边占空比控制信号D₁满足如下约束条件：

其中，v_rec为双有源桥的输入电压，L_r为谐振电感的感值，T_s为开关周期，为原副边移相角控制信号；根据高频变压器变比1:n，M定义为双有源桥的增益，表达式如下：

M＝nv_rec/v_o (3)

其中，v_o为输出电压；

步骤五：根据上述控制信号，产生PWM驱动信号，控制主电路中的八个开关管的导通和关断，实现对变换器的控制。

2.如权利要求1所述的一种用于双有源桥式单级AC-DC变换器的控制方法，其特征在于：

控制器以DSP为核心，用于对采样电路采样得到的输入侧、输出侧电压采样信号进行转换；

驱动电路用于接收来自DSP的PWM信号，经过隔离和功率放大后，为主电路中的八个开关管提供驱动电压；

采样电路用于采样得到双有源桥输入侧、输出侧的电压采样信号。