[发明专利]一种双向DC/DC变换器的穿越切换控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种双向DC/DC变换器的穿越切换控制方法及系统，提高了穿越过程中的稳定性。该穿越切换控制方法中，A、获取DC/DC变换器的调制变比系数m；B、判断m是否大于1，当结果为是时，按照原边侧内移相调节设定内移相角；当结果为否时，按照副边侧内移相调节设定内移相角；C、判断m是否属于[1‑δ，1+δ]；若是，则执行步骤D；否，则采用步骤B的原边侧内移相角和副边侧内移相角；D、计算双向DC/DC变换器的有功功率P_dc；判断|P_dc|≥P_o是否成立，若成立，则执行步骤E；否，则执行步骤F；E、计算有功电流i，判断|i|≥i_o是否成立，若成立，则采用步骤B的内移相角；否，则执行步骤F；F、将内移相角分别更新为设定值。

技术领域

本发明涉及一种双向DC/DC变换器的穿越切换控制方法及系统。

背景技术

高功率密度双有源全桥双向DC/DC变换器能够高效率、灵活地实现电能的双向流动的控制，将广泛地应用在电动汽车、航天供电系统、新能源再生能源发电等系统中。双有源全桥双向DC/DC变换器在新能源再生能源发电的能量管理中扮演着重要的角色。在新能源再生能源发电中，由于新能源不稳定性带来功率变动范围大，双有源全桥双向DC/DC变换器可以优化新能源再生能源发电系统性能，同时实现多余能量的回馈，提高电能的利用效率。

如图1所示，双有源全桥双向DC/DC变换器主电路，由一个高频变压器、电感(外串电感加变压器漏感之和)、变压器两边的全桥电路及电容和电源组成。其中高频变压器起到电气隔离和电压变换的作用、电感保证了变换器能量的传输、变压器两边的电容起到滤波和稳压的作用，在变换器隔离变压器的两端各有一个电压馈电式的全桥式变换单元，通过改变变换器中变换单元之间的驱动控制相角差来控制直流源之间的能量流动。变换器为升降压操作，滤波元件少，为简单的一阶稳定系统。采用该控制类型的变换器中一般没有大的迟滞延时无源元件，动态响应较快。

目前双有源全桥双向DC/DC变换器控制方式主要采用单移相控制，通过移相控制使高频变压器漏感两端为具有一定移相占空比的方波电压，通过电压差来实现功率传递，功率传输的大小和方向通过调节原边与副边桥间移相角来实现，控制简单方便。

传统的单移相控制方式只能控制原边与副边桥间移相角变量，该方式简单且易实现闭环调节，但无法调节系统的综合功率特性，如无功功率、管子电流应力等，导致了系统轻载输出时存在较大无功功率，流过变压器漏感交变电流的有效值、峰值过高，系统损耗大、效率低等问题。

相应的，为了解决以上弊端，不同的多变量控制方式也相继被提出，其中双移相调制方式不仅原边与副边桥间移相角，同时也在原边桥内或副边桥内产生移相。通过寻找两个移相角的最优组合，在保证输出功率一定的情况下，可大幅度降低系统的无功功率和电流应力，进而大幅度提高系统效率。

当前双移相调制方式主要采用桥间移相角变量与原边桥内或副边桥内产生移相来实现，在实际过程中，双有源全桥双向DC/DC变换器根据m选择不同内移相量，如给定案例中，当m＜1，实行双有源全桥双向DC/DC变换器副边侧内移相调节，具体内移相为：原边侧内移相α₁＝π(1一m)，副边侧内移相α₂＝0；m＞1，双有源全桥双向DC/DC变换器原边侧内移相调节，具体内移相为原边侧内移相α₁＝0，副边侧内移相α₂＝π(1-1/m)；