[发明专利]一种双有源桥串联谐振电路的控制方法

说明书

本发明公开了一种双有源桥串联谐振电路的控制方法，该电路原边桥臂中点的电压和副边桥臂中点的电压存在一个相角差，控制所述电路的开关频率始终低于电路的完全谐振频率，当原边桥臂中点的电压相位滞后于副边桥臂中点的电压相位时，功率从V₁向V₂传递；当原边桥臂中点的电压相位超前于副边桥臂中点的电压相位时，功率从V₂向V₁传递；通过控制所述电路工作时的开关频率和原、副边桥臂中点的实际电压相角差实现所有开关管的零电压开通。本发明提供的双有源桥串联谐振电路的控制方法实现了电路在不同增益及不同负载条件下所有开关管的零电压开通；且降低了谐振电感、电容的大小，降低了系统体积，提升了系统的功率密度。

技术领域

本发明涉及电力电子变换器的控制领域，特别涉及一种双有源桥串联谐振电路的控制方法。

背景技术

电力电子变换器的宽增益和宽负载范围工作一直是国内外学者研究的热点。

为拓宽双有源桥串联谐振变换器的软开关范围，现有如公开号为CN212278126U的中国专利公开的一种双有源桥串联谐振变换器电路的变频移相调制装置，包括一次侧H桥电路、谐振电容、辅助电感、变压器、二次侧H桥电路以及一次侧稳压电容、二次侧稳压电容，基于该电路的变频移相调制装置包括直接功率控制单元、分段线性化变频移相调制单元以及脉宽发生单元，分别用于采集变换器的输出电压，并根据采集到的输出电压与期望电压的误差，得到标幺化传输功率指令；根据标幺化传输功率指令和变换器的电压增益，按分段线性化的方法得到开关频率比和移相角的组合；控制一次侧H桥电路以及二次侧H桥电路中开关管的开通与关断。

又如公开号为CN105634286A的中国专利公开的基于双向全桥变换器的软开关宽输出电压范围的控制方法，主要控制步骤为：(1)将双向全桥变换器的所有开关管工作频率设为相同，设置同一桥臂的上下开关管的死区时间；(2)确定功率移相角和调制移相角为可调节变量，计算出电感初始电流和平均功率，确定输出功率约束条件；(3)根据功率移相角、半个周期时的电流约束条件，得到双向全桥变换器的原边桥的实现软开关的条件，确定功率移相角的范围；(4)对输出功率进行微分处理，使其微分值为零，确定最大功率条件下功率移相角和调制移相角之间的关系，将采样得到的输出电压/电流信号作为反馈信号，进行PI运算后，得到功率移相角给定，然后根据调制移相角计算得到调制移相角，根据得到的计算结果来改变同步时序。

上述专利申请虽然拓宽了双有源桥串联谐振电路的软开关范围。降低了开关管的电流应力，但是无法解决当电压增益偏离额定点时，电路在轻载的工况下所有开关管无法实现软开关的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种双有源桥串联谐振电路的控制方法，实现了电路在不同增益及不同负载条件下所有开关管的零电压开通。

一种双有源桥串联谐振电路的控制方法，双有源桥串联谐振电路包括原边桥式结构、副边桥式结构；所述原边桥式结构通过谐振腔与变压器的原边电性连接，所述副边桥式结构与变压器的副边电性连接；所述原边桥式结构与输入\输出源V₁电性连接，所述副边桥式结构与输入\输出源V₂电性连接；

原边桥臂中点的电压和副边桥臂中点存在一个电压相角差，控制所述电路的开关频率始终低于电路的完全谐振频率，当原边桥臂中点的电压相位滞后于副边桥臂中点的电压相位时，电压相角差为正，功率从V₁向V₂传递；当原边桥臂中点的电压相位超前于副边桥臂中点的电压相位时，电压相角差为负，功率从V₂向V₁传递；

通过控制所述电路工作时的开关频率和原、副边桥臂中点的实际电压相角差实现所有开关管的零电压开通。