[发明专利]一种应用于双向变换器的控制方法

说明书

本发明公开一种应用于双向变换器的控制方法，根据变换器输出功率标幺值Pstar与分界点Pm确定辅助电感切换单元的电感值，使输出功率低的工况电感电流尽可能多地工作于梯形波，从而达到减小包括电感的功率回路内电流有效值的目的，降低通态损耗，提高转换效率，保证双向变换器宽功率范围的高效率。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种应用于双向变换器的控制方法。

背景技术

随着新能源汽车和储能的快速发展，双向电力电子变换器变的越来越重要，双向DC/DC变换器是其中的核心组件。双有源桥变换器具有电气隔离、功率密度高，调压范围宽和软开关等优点，在储能系统中得到更大范围的关注。双有源桥变换器在实际工程中，会通过对辅助电感电流有效值、峰值、回流功率等目标进行优化，优化后的电感电流会工作于三角波、梯形波等工作模式。一般地优化后的变换器，输出功率低时，辅助电感电流工作于三角波模式，输出高功率时辅助电感工作在梯形波模式。相同的输入输出条件下（即相同输入电压、输出电压、输出电流），三角波模式的辅助电感电流有效值会大于梯形波模式，故而效率偏低。

发明内容

本发明提出一种对双向变换器的辅助电感进行切换的控制方法，通过切换辅助电感，使输出功率低的工况尽可能多地工作于梯形波模式，从而提高变换器低功率段的变换效率，保证双向变换器宽功率范围的高效率。

本发明的双有源桥变换器切换辅助电感的电路，包括第一桥式单元、第二桥式单元、辅助电感切换单元，第一滤波电容Cin、第二滤波电容Co；第一辅助电感L1是小的辅助电感值，第二辅助电感L2是大的辅助电感值。

变换器根据输出功率标幺值P_star与分界点P_m确定辅助电感切换单元的电感值，当输出功率标幺值P_star大于等于P_m时，辅助电感切换单元输出低电感值；当输出功率标幺值P_star小于分界点P_m时，辅助电感切换单元输出高电感值。其中输出功率标幺值P_star的计算公式是：

其中输出功率P_o=V₂·I₂，V₂为输出电压和I₂为输出电流；

基准功率P_base公式为：

f为变换器的工作频率，V₁为输入电压，L₁为第一辅助电感，变比k为。

P_m是第一辅助电感L₁工作于电路时，辅助电感电流工作于三角波模式和梯形波模式分界点对应的功率标幺值。根据回流功率进行优化，k1时，；当k=1时，P_m=2k(1-k)。

本发明的双有源桥变换器切换辅助电感的方法，包括：根据输入侧电压采样电路，计算输入功率的基准值P_base，根据输出电压和输出电压采样电路，计算输出功率P_o，然后计算输出功率标幺值P_star，比较输出功率标幺值P_star与分界点P_m，当输出功率标幺值P_star大于等于Pm时，辅助电感切换为低电感值；当输出功率标幺值P_star小于分界点P_m时，辅助电感切换为高电感值。