[发明专利]一种直流变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种直流变换器的控制方法，直流变换器包括依次连接的软开关网络、组合式电路、谐振网络、变压器、整流器和输出电容；所述软开关网络包括四个级联的电容，所述组合式电路包括四个级联的桥臂，每个所述电容与一个所述桥臂并联；第一桥臂通过谐振网络的第一组谐振电感与第二桥臂连接，第三桥臂通过谐振网络的第二组谐振电感与第四桥臂连接；所述第一组谐振电感、第二组谐振电感均包括两个串联的谐振电感；谐振网络的励磁电感的一端接入所述第一组谐振电感的两个谐振电感之间，另一端接入所述第二组谐振电感的两个谐振电感之间；所述第二组谐振电感与所述励磁电感之间接有谐振电容；所述励磁电感与变压器原边并联；所述变压器副边接所述整流器；每个所述桥臂包括N个串联的子模块，每个所述子模块包括一个上开关管，一个下开关管；所述上开关管和下开关管串联后，与一电容并联；第二电容正端通过第一电感与所述第一组谐振电感的两个谐振电感连接点连接；第四电容正端通过第二电感与所述第二组谐振电感的两个谐振电感连接点连接；所述第一电感、第二电感的电感值相同；其特征在于，包括：

S1、采集直流变换器的输出电压V_o；

S2、将采样的输出电压V_o与给定电压指令值V_o^*相减，得到电压误差，将所述电压误差送至比例积分控制器后，再将比例积分控制器的输出送到压控振荡器，得到桥臂的开关频率；

S3、根据非对称脉宽调制引入的固定相移、占空比及所述开关频率产生所述直流变换器开关管对应的脉宽调制信号；

S4、各桥臂脉宽调制信号经过子模块电压平衡算法进行脉冲轮换，得到驱动信号送至各桥臂内子模块开关管驱动电路。

2.根据权利要求1所述的直流变换器的控制方法，其特征在于，所述四个级联的电容的容值相同。

3.根据权利要求1所述的直流变换器的控制方法，其特征在于，所述第一电感、第二电感的电感值满足以下关系式：

其中，I_Lr(T)、I_Lr(D_eT)分别为T、D_eT时刻谐振电流值；I_d为环流电流值；D_e为直流变换器占空比；f_s为开关频率；L_a为第一电感或第二电感的电感值；V_i为直流变换器的输入电压；I_k为开关管满足软开关条件时的最小开通电流值；D₁为第一桥臂与第四桥臂的子模块占空比。

4.根据权利要求1所述的直流变换器的控制方法，其特征在于，第一桥臂与第四桥臂内的子模块驱动信号间的相移为180°，第二桥臂与第三桥臂的驱动信号间的相移为180°。

5.根据权利要求1所述的直流变换器的控制方法，其特征在于，所述直流变换器输入电压频率是桥臂开关频率的两倍。

6.根据权利要求1所述的直流变换器的控制方法，其特征在于，每个所述桥臂中子模块的上、下开关管的占空比互补，且上、下开关管不同时导通。

7.根据权利要求1～6之一所述的直流变换器的控制方法，其特征在于，第一桥臂与第四桥臂的子模块占空比D1为0.25，第二桥臂与第三桥臂占空比D2为0.75。