[发明专利]基于多绕组高频变压器的双有源桥变换器及控制方法

说明书

本发明提供了一种基于多绕组高频变压器的双有源桥变换器及控制方法，包括：步骤1，对双有源桥变换器的输入电压和输出电压进行采样，得到双有源桥变换器的输入电压采样值和双有源桥变换器的输出电压采样值，根据双有源桥变换器的输入电压采样值、双有源桥变换器的输出电压采样值和三绕组高频变压器的匝数比计算电压增益；步骤2，设定双有源桥变换器输出电压的期望值V_ref，将双有源桥变换器输出电压的期望值V_ref与双有源桥变换器的输出电压采样值的差值输入数字PI调节器并通过限幅器进行限幅后，得到移相比。本发明在实现全负载范围软开关的前提下，得到最低的电流有效值，降低了双有源桥变换器的损耗，提高了双有源桥变换器的效率。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种基于多绕组高频变压器的双有源桥变换器及控制方法。

背景技术

在能量转换、分布式发电系统、储能系统等工业场合中，高频隔离双向DC-DC变换器在充放电运行方面发挥着重要作用。在这些高频隔离双向DC-DC变换器中，双有源桥式(Dual active bridge,DAB)变换器容易实现零电压开通、功率容量大、结构对称和宽电压范围等优点受到学者的重视。全桥对全桥型DAB变换器开关管数量多，使之在低压大电流场合开关损耗大，导致效率低且可靠性降低。为此，学者提出了推挽式DAB变换器拓扑结构。然而，该推挽式DAB变换器同样存在在轻载中无法实现软开关的问题，此外，传统推挽变换器副边有源桥是半桥结构，限制了移相控制的使用，而用变频控制拓宽宽电压范围下的软开关区域，会使得控制变得复杂。

发明内容

本发明提供了一种基于多绕组高频变压器的双有源桥变换器及控制方法，其目的是为了解决传统推挽式DAB变换器在宽电压范围场合无法实现全负载范围软开关的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种基于多绕组高频变压器的双有源桥变换器，包括：

输入电源；

输入电容，所述输入电容的第一端与所述输入电源的正极端电连接，所述输入电容的第二端与所述输入电源的负极端电连接；

第一开关管，所述第一开关管的漏极端与所述输入电容的第一端电连接；

钳位电容，所述钳位电容的负极端与所述第一开关管的源极端电连接；

第二开关管，所述第二开关管的漏极端与所述钳位电容的正极端电连接，所述第二开关管的源极端与所述输入电容的第二端电连接；

第一漏感，所述第一漏感的正极端与所述钳位电容的负极端电连接；

第二漏感，所述第二漏感的负极端与所述钳位电容的正极端电连接；

三绕组高频变压器，所述三绕组高频变压器原边的第一绕组的负极端与所述第二开关管的源极端电连接，所述三绕组高频变压器原边的第一绕组的正极端与所述第一漏感的负极端电连接，所述三绕组高频变压器原边的第二绕组的正极端与所述第二漏感的正极端电连接，所述三绕组高频变压器原边的第二绕组的负极端与所述第一开关管的漏极端电连接；

第三开关管，所述第三开关管的源极端与所述三绕组高频变压器副边的第一绕组的正极端电连接；

第四开关管，所述第四开关管的漏极端与所述第三开关管的源极端电连接；

第五开关管，所述第五开关管的漏极端与所述第三开关管的漏极端电连接，所述第五开关管的源极端与所述三绕组高频变压器副边的第一绕组的负极端电连接；

第六开关管，所述第六开关管的漏极端与所述第五开关管的源极端电连接，所述第六开关管的源极端与所述第四开关管的源极端电连接；

输出电容，所述输出电容的第一端与所述第五开关管的漏极端电连接，所述输出电容的第二端与所述第六开关管的源极端电连接；