[发明专利]基于移相全桥控制的双有源DCDC电路拓扑研究方法

说明书

本发明提供一种基于移相全桥控制的双有源DCDC电路拓扑研究方法。所述基于移相全桥控制的双有源DCDC电路拓扑研究方法包括以下步骤：S1：确定双有源桥拓扑结构，通过双有源桥拓扑结构获得双有源桥变压器变比；S2：所述S1中，移相角在初级与次级电感中转换，可以对双有源桥拓扑结构进行简化，获得双有源桥简化电路，所述简化电路中，v'_cd＝N*v_cd，其中v'_cd为变压器副边电压映射在原边侧量，N为变比，v_cd为变压器副边电压；S3：通过改变移相角φ，使变压器原边谐振电感电流在周期内发生变化。本发明提供的基于移相全桥控制的双有源DCDC电路拓扑研究方法具有可以实现软开关控制、开关管关断时损耗低、效率高，且可以双向控制的优点。

技术领域

本发明涉及新能源电动汽车技术领域，尤其涉及一种基于移相全桥控制的双有源DCDC电路拓扑研究方法。

背景技术

新能源汽车的兴起，进一步推动了大功率开关电源的应用。功率器件在市场的应用也越来越广泛了，从电力二极管到可控硅器件再到IGBT，人们对开关器件的要求也越来越严格了，因此高频、可靠、耐压高、通态电阻小的元器件就成为了开关电源拓扑结构中功率器件的首选了。设计一款高效、双向隔离的双有源充电机成为了当下炙手可热的难点。SiC-MOSEFT器件的电子迁移率和介电常数与Si-MOSFET开关管相比要小，而且SiC-MOSFET的临界击穿场强是Si-MOSFET的10多倍，这就意味着同等耐压下，SiC-MOSFET漂移层会薄得多，通态电阻也会小很多，同时与IGBT相比SiC-MOSFET又保留又MOSFET的特性，能够在高频条件下工作。

目前，双有源开关电源拓扑结构种类良多，正激式结构无法实现软开关控制，开关管关断时损耗较大，效率较低；全桥逆变采用二极管同步整流方式，该方法在算法上采用了硬开关控制，效率相对于正激式有所上升，但同步整流阶段二极管同态损耗较大，且不能双向控制。

因此，有必要提供一种新的基于移相全桥控制的双有源DCDC电路拓扑研究方法解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的基于移相全桥控制的双有源DCDC电路拓扑研究方法包括以下步骤：S1：确定双有源桥拓扑结构，通过双有源桥拓扑结构获得双有源桥变压器变比；

S2：所述S1中，移相角在初级与次级电感中转换，可以对双有源桥拓扑结构进行简化，获得双有源桥简化电路，所述简化电路中，v'_cd＝N*v_cd，其中v'_cd为变压器副边电压映射在原边侧量，N为变比，v_cd为变压器副边电压；

S3：通过改变移相角φ，使变压器原边谐振电感电流在周期内发生变化；

S4：将双有源桥拓扑结构降阶处理，忽略谐振电感的动态变化，得到等效变换电路；

S5：通过等效电路得出，当功率管的应力小且ZVS导通时是线性的变压器理想输出功率具有高密度，在周期内的均值为：

其中P_o为输出功率，N为匝数比，V₁为输入电压，V₂为输出电压，f为开关频，L_rp为谐振电感；

S6：通过可以的得出等效电路表达式i₂，取正向角

S7：通过引入相移扰动进一步得到扰动下电流从而得出输出电压与移相角的传递函数，

S8：通过推导，得出输出电压与移相角传递函数，可知系统开环传递函数为二型系统时可实现稳态无静差，开环传递函数为其中H(s)为电压反馈系数，F_m(s)为输入滤波时间，W(s)为PI调节器；