[发明专利]一种单向LLC谐振变换器及其变频控制方法、IPOS直流变换器

权利要求书

1.一种单向LLC谐振变换器，其特征在于，包括依次连接的低压侧换流器、谐振模块、高频变压器和高压侧换流器；

所述低压侧换流器的输入端连接前级变换器的输出端，所述高压侧换流器的输出端连接直流电网。

2.根据权利要求1所述的单向LLC谐振变换器，其特征在于，所述低压侧换流器为H桥结构，其包括第一半桥、第二半桥和低压母线电容Ci；

所述低压母线电容Ci连接于低压侧换流器的输入端；

所述第一半桥和第二半桥均包括位于上桥臂的IGBT模块和位于下桥臂的IGBT模块。

3.根据权利要求2所述的单向LLC谐振变换器，其特征在于，所述高压侧换流器为H桥结构，其包括第三半桥、第四半桥、高压母线均压电阻R1和高压母线均压电阻R2；

所述高压母线均压电阻R1和高压母线均压电阻R2串联后连接于高压侧换流器的输出端，且两者均与第四半桥的中点连接。

4.根据权利要求3所述的单向LLC谐振变换器，其特征在于，所述位于上桥臂的IGBT模块包括上IGBT和与上IGBT反并联的二极管；

所述位于下桥臂的IGBT模块包括下IGBT和与下IGBT反并联的二极管；

所述第三半桥包括位于上桥臂的二极管D5和位于下桥臂的二极管D6；

所述第四半桥包括位于上桥臂的高压母线电容C1和位于下桥臂的高压母线电容C2。

5.根据权利要求3所述的单向LLC谐振变换器，其特征在于，所述谐振模块包括谐振电感Lr、谐振电容Cr和激磁电感Lm；

所述高频变压器包括原边绕组和副边绕组；

所述激磁电感Lm与原边绕组并联，所述原边绕组的一端通过谐振电感Lr与第一半桥的中点连接，其另一端通过谐振电容Cr与第二半桥的中点连接；所述副边绕组一端与第三半桥的中点连接，其另一端与第四半桥的中点连接。

6.一种单向LLC谐振变换器的变频控制方法，其特征在于，包括：

基于前级变换器获取的低压侧换流器的输入电压和直流电网获取的高压侧换流器的输出电压确定频率扰动值；

基于所述频率扰动值、基准频率控制低压侧换流器工作；

基于低压侧换流器控制谐振模块和高频变压器工作。

7.根据权利要求6所述的单向LLC谐振变换器的变频控制方法，其特征在于，所述基于前级变换器获取的低压侧换流器的输入电压和直流电网获取的高压侧换流器的输出电压确定频率扰动值，包括：

将获取的低压侧换流器的输入电压与预设的输入电压参考值做差，并将该差值通过PI环节、PID环节或自抗扰控制得到第一频率扰动值；

将获取的高压侧换流器的输出电压与预设的输出电压参考值做差，并将该差值通过PI环节、PID环节或自抗扰控制得到第二频率扰动值；

其中，频率扰动值包括第一频率扰动值和第二频率扰动值。

8.根据权利要求7所述的单向LLC谐振变换器的变频控制方法，其特征在于，所述基于所述频率扰动值、基准频率控制低压侧换流器工作，包括：

将所述第一频率扰动值、第二频率扰动值和基准频率叠加，得到单向LLC谐振变换器的当前工作频率；

将单向LLC谐振变换器的当前工作频率经过脉冲频率调制得到驱动信号，并通过驱动信号驱动低压侧换流器中IGBT动作。

9.根据权利要求6所述的单向LLC谐振变换器的变频控制方法，其特征在于，所述基于低压侧换流器控制谐振模块和高频变压器工作，包括：

基于低压侧换流器中IGBT的谐振频率控制谐振模块和高频变压器工作。

10.一种IPOS直流变换器，其特征在于，包括：多个如权利要求1-5任一所述的单向LLC谐振变换器，所述多个单向LLC谐振变换器的输入端并联，构成IPOS直流变换器的输入端，所述多个单向LLC谐振变换器的输出端并联，构成IPOS直流变换器的输出端。

11.根据权利要求9所述的IPOS直流变换器，其特征在于，所述IPOS直流变换器的输入端通过前级变换器连接光伏阵列，所述IPOS直流变换器的输出端连接直流电网。