[发明专利]一种用于DAB变换器的综合优化调制方法

说明书

本发明涉及变换器调制技术领域，具体涉及一种用于DAB变换器的综合优化调制方法，包括：根据DAB变换器调制变量之间的关系生成对应的优化工作模态；根据DAB变换器的等效电路，计算对应优化工作模态的稳态特征；稳态特征包括传输功率和电感电流峰值；根据DAB变换器死区时间内开关管的换流过程，计算实现软开关的控制条件；根据各个优化工作模态的稳态特征以及实现软开关的控制条件，结合三重移相调制的方式计算对应的综合优化调制方案，并基于所述综合优化调制方案对DAB变换器进行调制。本发明中的综合优化调制方法能够保证软开关工作范围并提高变换器传输效率，从而保证DAB变换器的转换效率和工作稳定性。

技术领域

本发明涉及变换器调制技术领域，具体涉及一种用于DAB变换器的综合优化调制方法。

背景技术

随着电力电子技术的发展，高频隔离功率转换技术将越来越多的应用到电网中，成为实 现电网中快速灵活控制的重要手段。基于移相控制(Phase shift modulationscheme,PSMS)技术 的双有源全桥变流器(Dual Active Bridge-Isolated BidirectionalDC/DC Converter，简称为DAB 变换器)具有高功率密度、输入输出电气隔离、能量双向流动、易于实现软开关等特点，在电 力电子变压器、电动汽车、可再生能源发电与储能等场合有着重要应用。常见的DAB变换器 的调制方式有：单移相调制(SPSM)、双重移相调制(DPSM)、扩展移相调制(EPSM)和三重移 相调制(TPS)等。

对于DAB变换器而言，采用SPSM调制时，系统呈现出非线性特性。当变换器负载减轻或者参考电压降低时，变换器的稳定裕度会随之降低，从而使变换器的动态特性恶化，带来潜在的不稳定因素。为了增强DAB变换器的稳定性和抵抗干扰的能力，公开号为CN108631595A的中国专利公开了《一种单移相调制的DAB变换器的线性化控制方法》，其 通过在数字PI控制器和DAB变换器之间增加一个线性化单元，抑制单移相调制的DAB变换 器的非线性特性。

上述现有方案中将DAB变换器系统近似为一个线性系统，以防止负载突变或参考输入突 变时引发的振荡，从而保证在不同负载和不同参考电压下DAB变换器的稳定性。但是，申请 人发现，上述现有方案中的DAB变换器采用的是单移相(SPSM)调制，其调制时只包含一个 调制变量，所以对于每个确定的传输功率，在合理的控制变量取值范围之内，有且仅有一个 控制变量的值与之对应，相应的，电感电流有效值和峰值也唯一确定了。然而，这种调制方 式具有很大局限性：在输入输出电压不匹配或轻载情况下，基于该种调制方式的DAB变换器 的软开关(ZVS)工作范围受到限制，并且会产生很大的回流功率，使得DAB变换器难以 在较宽的工作范围内保持高的传输效率。因此，如何设计一种能够保证软开关工作范围并提 高变换器传输效率的调制方法是亟需解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够保证软开 关工作范围并提高变换器传输效率的综合优化调制方法，从而保证DAB变换器的转换效率和 工作稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种用于DAB变换器的综合优化调制方法，包括以下步骤：

S1：根据DAB变换器调制变量之间的关系生成对应的优化工作模态；

S2：根据DAB变换器的等效电路，计算对应优化工作模态的稳态特征；稳态特征包括 传输功率和电感电流峰值；

S3：根据DAB变换器死区时间内开关管的换流过程，计算实现软开关的控制条件；

S4：根据各个优化工作模态的稳态特征以及实现软开关的控制条件，结合三重移相调制 的方式计算对应的综合优化调制方案，并基于所述综合优化调制方案对DAB变换器进行调 制。