[发明专利]一种基于最小无功功率损耗的直流变换器效率优化方法

摘要

本发明公开了基于最小无功功率损耗的直流变换器效率优化方法，设置副边侧器件相对于原边侧对应器件的移相相对半个周期的比例为D，根据移相角度D内电感电流的过零点确定不同的工作模式；本发明基于移相调制下双向直流变换器的无功电流在不同工作模式下的分布，定义了无功功率损耗，它不同于传统的无功功率和器件通态损耗，具体定义为无功电流流经功率器件时产生的导通损耗，同时本发明提出的基于最小无功功率损耗的效率优化方法能自然兼容其他优化方法如最宽零电压软开关范围、最小无功功率及最小电流应力等，而且由于模型内在地包括非理想因素如功率器件管压降等，因此优化过程大大简化。

主权项

一种基于最小无功功率损耗的直流变换器效率优化方法，所述直流变换器为双向全桥直流变换器，其特征在于，包括步骤：1)将双向全桥直流变换器的八个开关器件Q11、Q12、Q13、Q14、Q21、Q22、Q23、Q24的驱动脉冲均设置为频率相同、占空比为50％的方波；设置变压器原边连接的第一全桥变换器B1中的开关器件Q11和开关器件Q13的驱动脉冲分别对应与开关器件Q12和开关器件Q14的驱动脉冲互补，变压器副边连接的第二全桥变换器B2的开关器件Q21和开关器件Q23的驱动脉冲分别对应与开关器件Q22和开关器件Q24的驱动脉冲互补；2)设置变压器副边侧器件相对于原边侧器件的移相与半个周期的比例为D，D的取值范围为[‑1,1]；3)根据移相角度D内电感Ls电流的过零点确定不同的工作模式，若过零点在移相范围内定义为模式I，若过零点在移相范围外则定义为模式II；4)定义输出功率的标幺参考表达式为：d＝VT2/(NVT1)，定义变压器原副边侧器件的管压降分别为VCE1和VCE2；VS1表示第一全桥变换器B1连接电源的电压,VT1表示变压器原边电压，VT2表示折算到原边的变压器副边电压；fs表示开关频率；5)分析两种模式下无功电流的分布，定义变换器无功功率损耗为原副边侧无功电流流过功率器件时引起的导通损耗，两种模式下标幺值表达式分别为；PMode_I=VCE1(2dD-d+1)22VS1(d-1)d+VCE2(8dD2-4D2-4dD+4D+d2-2d+1)2NVS1(d-1)d]]>PMode_II=VCE1(2dD-d+1)22VS1(d+1)d+VCE2(2D+d-1)22NVS1(d+1)d]]>所得无功功率损耗模型将作为优化目标方程；6)确定移相控制下双向全桥直流变换器的输出功率为优化的约束条件：输出功率为Po，Po＝2D(1‑D)。