[发明专利]一种双向串联谐振变换器的高频间歇控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种适用于双向串联谐振变换器的高频间歇控制系统及方法，包括第一滤波电路、第一逆变/整流电路、谐振电路、高频变压器、第二逆变/整流电路、第二滤波电路、电压电流采集电路、控制器、驱动电路；双向串联谐振变换器可以同时实现降压和升压功能，实现了较宽的工作范围，所有的开关均实现了宽范围的零电流开关，降低了开关损耗。在开关周期中加入了脉冲控制，并且脉冲可以高达谐振频率的一半，从而降低了电压波纹。该控制策略可以使系统具有线性功率传输特性，系统特性较为简单，易于操作。

技术领域

本发明涉及电力电子和电力自动化设备技术领域，尤其涉及一种双向串联谐振变换器的高频间歇控制系统及方法。

背景技术

双向谐振变换是一种可以使直流电能进行双向流动的装置，可以成为联系电压等级不同的电力系统之间的桥梁，目前，双向串联谐振变换器由于其拥有传输效率较高，控制方法较为简单而被广泛应用于锂离子电池的充放电中。但是由于锂离子电池在充放电期间充电侧及放电侧的电压变化通常较大，双向DC-DC变换器必须具有宽增益范围。此外，DC-DC变换器不仅要在重负载下实现高效率，轻载条件下同样需要高传输效率来保证电池的充电过程。目前主流的解决方案主要有以下两种：

(1)变频调制和相移调制的混合调制方案(VFM+PSM)，其中变频调制用于实现，相移调制用于增大变换器的增益范围。

这种方法可以减小传输过程中的能量损耗，但是在负载较轻时，这种方法的工作频率要求较高，不易于在实际应用中实现。

(2)脉冲控制，转换器通过控制开关在轻载条件下以实现高性能传输功率。

但是目前主流的脉冲控制中，脉冲频率都非常低，这会引起较大的电压波纹，影响电路的正常工作。因此，需要一种控制便捷、轻载工况好，电压波纹小，且有较好的动态响应性能以及稳定性的双向谐振变换器的控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种双向串联谐振变换器的高频间歇控制系统及方法。

一种双向串联谐振变换器的高频间歇控制系统，包括第一输入电源、第一滤波电路、第一逆变/整流电路、谐振电路、高频变压器、第二逆变/整流电路、第二滤波电路、第二输入电源、第一电压电流采集电路、第二电压电流采集电路、第一控制器、第二控制器、第一驱动电路、以及第二驱动电路；

第一输入电源的输出端连接第一滤波电路的输入端，第一滤波电路的反馈端与第一电压电流采集电路的输入端相连；第一电压电流采集电路的输出端连接第一控制器的输入端，第一控制器的输出端连接驱动电路，第一驱动电路的输出端连接第二逆变/整流电路的第一输入端；

第一滤波电路的输出端与第一逆变/整流电路的第一输入端相连，谐振电路的输入端与第一逆变/整流电路的输出端相连，谐振电路的输出端与高频变压器的输入端相连；高频变压器输出端与第二逆变/整流电路的第二输入端相连；第二逆变/整流电路输出端与第二滤波电路输入端相连；第二滤波电路的输出端用于与第二输入电源相连，第二滤波电路的反馈端与电压电流采集电路的输入端相连；第二电压电流采集电路的输出端连接至第二控制器的输入端，第二控制器的输出端连接至第二驱动电路的输入端，第二驱动电路的输出端与第一逆变/整流电路第二输入端相连。

进一步地，所述双向串联谐振变换器的高频间歇控制系统使直流电进行双向流动，其中，能量从第一输入电源向第二输入电源传输的工作模式为正向传输模式，能量从第二输入电源向第一输入电源传输的工作模式为反向传输模式。