[发明专利]实现宽范围功率输出的控制方法及控制装置

说明书

本发明公开了一种实现宽范围功率输出的控制方法，用于控制谐振直流充电器的输出，谐振直流充电器包括多组谐振直流电路和开关切换电路，开关切换电路对多组谐振直流电路进行串并联切换控制，开关电路为两电平/三电平桥臂电路，并可分别在两电平模式和三电平模式下工作，控制方法包括：将输出电压的值分成连续的多个区间；采集输出电压，并判断输出电压的区间；依据输出电压的区间调节开关电路的工作模式，并控制开关切换电路的切换，使得多组谐振直流电路串联或者并联。与现有技术相比，本发明将两电平/三电平的切换和谐振电路串并联切换结合，使得电压输出调节范围更广，缩短充电时间、提高充电效率。本发明还公开了对应的控制装置。

技术领域

本发明涉及一种谐振电路，尤其涉及谐振电路中实现宽范围功率输出的控制方法及控制装置。

背景技术

随着国家大力发展新能源汽车产业，电动汽车保有量在快速增长，人们对电动汽车的需求愈来愈大，但是在现有电池技术的条件下，电动汽车充电时间长，充电桩成本高、故障率高等问题制约着电动汽车的快速发展，而作为充电桩核心部件的充电模块，其制约着电动汽车的充电时长、充电桩成本与可靠性。在现有的充电模块技术下，输出恒功率范围较窄，使得某些车型的电动车无法在最大功率点充电，制约充电时长。许多厂家为了拓宽充电模块恒功率输出范围，通过增加功率器件的方式实现，但这不仅大大增加成本，而且在低压恒功率范围的效率低，可靠性低。

而且，传统的依靠频率调制的LLC结构的充电桩电源模块，其在谐振频率附近的增益线性度高，系统效率高，可以在谐振点附近范围内实现恒功率输出，但当电源模块工作在宽电压输出范围时，系统通常会工作在非常高的开关频率，导致谐振电流波形差，磁芯和绕线损耗增加，开关的关断损耗增加等一系列问题，系统效率差，稳定性存在很大的风险，无法实现更大范围的恒功率输出，对于电动汽车充电应用场合，通常有2～3倍的调压范围，如300V～1000V，传统LLC结构的电源模块，严重制约着电动汽车的充电时间和整桩系统的可靠性。

故，急需一种成本低、效率高的对充电模块进行实现宽范围功率输出的控制方法及控制装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现宽范围功率输出的控制方法及控制装置，可解决两电平模式下输出电压过低或者PWM控制信号切换频率过高的问题，还可以有效推高三电平模式下的输出电压上限值，使得电压输出调节范围更广。

为了实现上述目的，本发明公开了一种实现宽范围功率输出的控制方法，用于控制谐振直流充电器的输出，所述谐振直流充电器包括多组谐振直流电路和连接于多组所述谐振直流电路之间的开关切换电路，所述谐振直流电路包括依次相连的开关电路、谐振电路和整流电路，所述开关切换电路对多组所述谐振直流电路进行并联和串联切换控制，所述开关电路为两电平/三电平桥臂电路，并可分别在两电平模式和三电平模式下工作，所述控制方法包括：将输出电压的值分成连续的多个区间；采集输出电压，并判断所述输出电压的区间；依据输出电压的区间调节开关电路的工作模式，并控制开关切换电路的切换，使得多组所述谐振直流电路串联或者并联。

与现有技术相比，本发明将输出电压从小到大分为多个区间，依据输出电压所在区间，对应控制开关电路的工作模式和多组所述谐振直流电路串并联，将两电平/三电平的切换和谐振电路串并联切换结合，解决两电平模式下输出电压过低或者PWM控制信号切换频率过高的问题，还可以有效推高三电平模式下的输出电压上限值，使得电压输出调节范围更广，且可以有效的缩短充电时间、提高充电效率和整装的可靠性。

较佳地，所述区间包括依次连续的第一区间、第二区间、第三区间和第四区间；

“依据输出电压的区间调节开关电路的工作模式并控制开关切换电路的切换”具体包括：

在所述输出电压处于所述第一区间时，控制所述开关电路切换至两电平模式，控制所述开关切换电路动作以将多组所述谐振直流电路并联；