[发明专利]一种基于三重移相的全桥直流变换器的瞬时电流控制方法

摘要

本发明公开了一种基于三重移相的全桥直流变换器的瞬时电流控制方法，在全桥直流变换器处于稳态时，当V₁侧全桥电路与V₂侧全桥电路之间的外移相比指令D_f、V₁侧全桥电路的内移相比指令D₁及V₂侧全桥电路的内移相比指令D₂中的一个或多个改变时，则调节V₁侧全桥电路的内移相比指令D₁的大小、V₂侧全桥电路的内移相比指令D₂的大小、以及V₁侧全桥电路与V₂侧全桥电路之间的外移相比指令D_f的载入时间，使变压器的电感电流在一个开关周期之内达到平衡，完成基于三重移相的全桥直流变换器的瞬时电流控制，该控制方法能够使变压器在的电感电流快速达到平衡，全桥直流变换器两侧的直流电流振荡较小。

主权项

1.一种基于三重移相的全桥直流变换器的瞬时电流控制方法，全桥直流变换器为双有源全桥直流变换器，其中，全桥直流变换器由变压器、V1侧全桥电路及V2侧全桥电路构成，其特征在于，全桥直流变换器工作在三重移相的调制策略下的三个控制变量分别为V1侧全桥电路与V2侧全桥电路之间的外移相比指令Df、V1侧全桥电路的内移相比指令D1及V2侧全桥电路的内移相比指令D2；在全桥直流变换器处于稳态时，当V1侧全桥电路与V2侧全桥电路之间的外移相比指令Df、V1侧全桥电路的内移相比指令D1及V2侧全桥电路的内移相比指令D2中的一个或多个改变时，则调节V1侧全桥电路的内移相比指令D1的大小、V2侧全桥电路的内移相比指令D2的大小、以及V1侧全桥电路与V2侧全桥电路之间的外移相比指令Df的载入时间，使变压器的电感电流在一个开关周期之内达到平衡，完成基于三重移相的全桥直流变换器的瞬时电流控制；当改变后V1侧全桥电路与V2侧全桥电路之间的外移相比指令Df,2大于等于改变前V1侧全桥电路与V2侧全桥电路之间的外移相比指令Df,1时，则有：对于V1侧全桥电路，在稳态运行时，V1侧全桥电路的内移相比指令为D1,1，以V1侧全桥电路中a相臂的开关函数Sa(t)从0变为1的时刻为0时刻，在0时刻时，V1侧全桥电路进入过渡区间，V1侧全桥电路的内移相比指令D1,1改变为V1侧全桥电路的过渡内移相比指令D1,Δ，即V1侧全桥电路a相臂的开关函数Sa(t)从0时刻至Ts/2时刻保持为1的状态，V1侧全桥电路b相臂的开关函数Sb(t)从0时刻至D1,Δ·Ts时刻保持为0，V1侧全桥电路中b相臂的开关函数Sb(t)从D1,Δ·Ts时刻至Ts/2保持为1的状态；在Ts/2时刻，V1侧全桥电路结束过渡区间，V1侧全桥电路的过渡内移相比指令D1,Δ改变为V1侧全桥电路的内移相比指令D1,2，V1侧全桥电路中a相臂的开关函数Sa(t)从Ts/2时刻至Ts时刻保持为0的状态，V1侧全桥电路b相臂的开关函数Sb(t)从Ts/2时刻至(1/2+D1,2)·Ts时刻继续保持为1，V1侧全桥电路b相臂的开关函数Sb(t)从(1/2+D1,2)·Ts时刻至Ts保持为0的状态；对于V2侧全桥电路，在稳态运行时，V2侧全桥电路的内移相比指令为D2,1，以V2侧全桥电路c相臂的开关函数Sc(t)从0变为1的时刻为0时刻，在0时刻，V2侧全桥电路进入过渡区间，V2侧全桥电路的内移相比指令D2,1改变为V2侧全桥电路的过渡内移相比D2,Δ，即V2侧全桥电路c相臂的开关函数Sc(t)从0时刻至Ts/2时刻保持为1的状态，V2侧全桥电路d相臂的开关函数Sd(t)从0时刻至(D2,Δ)·Ts时刻保持为0，V2侧全桥电路d相臂的开关函数Sd(t)从(D2,Δ)·Ts时刻至Ts/2保持为1的状态；在Ts/2时刻，V2侧全桥电路结束过渡区间，V1侧全桥电路与V2侧全桥电路之间的外移相比指令由Df，1改变为Df,2，V2侧全桥电路的过渡内移相比指令D2,Δ改为V2侧全桥电路的内移相比指令D2,2，即V2侧全桥电路c相臂的开关函数Sc(t)从Ts/2时刻至(1/2+Df,2‑Df,1)·Ts时刻保持为1的状态，V2侧全桥电路c相臂的开关函数Sc(t)从(1/2+Df,2‑Df,1)·Ts时刻至Ts时刻保持为0的状态，V2侧全桥电路d相臂的开关函数Sd(t)从Ts/2时刻至(1/2+Df,2‑Df,1+D2,2)Ts时刻保持为1的状态，V2侧全桥电路d相臂的开关函数Sd(t)从(1/2+Df,2‑Df,1+D2,2)Ts时刻至Ts时刻保持为0的状态；当改变后V1侧全桥电路与V2侧全桥电路之间的外移相比指令Df,2小于改变前V1侧全桥电路与V2侧全桥电路之间的外移相比指令Df,1时，则有：对于V1侧全桥电路，在稳态运行时，V1侧全桥电路的内移相比指令为D1,1，以V1侧全桥电路a相臂的开关函数Sa(t)从0变为1的时刻为0时刻，在0时刻，V1侧全桥电路进入过渡区间，V1侧全桥电路的内移相比指令D1,1改为V1侧全桥电路的过渡内移相比指令D1,Δ，即V1侧全桥电路a相臂的开关函数Sa(t)从0时刻至Ts/2时刻保持为1的状态，V1侧全桥电路b相臂的开关函数Sb(t)从0时刻至D1,Δ·Ts时刻保持为0，V1侧全桥电路b相臂的开关函数Sb(t)从D1,Δ·Ts时刻至Ts/2保持为1的状态；在Ts/2时刻，V1侧全桥电路与V2侧全桥电路之间的外移相比指令Df，1改为Df,2，V1侧全桥电路的过渡内移相比指令D1,Δ改为V1侧全桥电路的内移相比指令D1,2，即V1侧全桥电路a相臂的开关函数Sa(t)从Ts/2时刻至(1/2+Df,1‑Df,2)·Ts时刻保持为1的状态，V1侧全桥电路a相臂的开关函数Sa(t)从(1/2+Df,1‑Df,2)·Ts时刻至Ts时刻保持为0的状态，V1侧全桥电路b相臂的开关函数Sb(t)从Ts/2时刻至(1/2+Df,1‑Df,2+D1,2)·Ts时刻继续保持为1的状态，V1侧全桥电路b相臂的开关函数Sb(t)从(1/2+Df,1‑Df,2+D1,2)·Ts时刻至Ts时刻保持为0的状态；对于V2侧全桥电路，在稳态运行时，V2侧全桥电路的内移相比指令为D2,1，以V2侧全桥电路c相臂的开关函数Sc(t)从0变为1的时刻为0时刻，在0时刻，V2侧全桥电路进入过渡区间，V2侧全桥电路的内移相比指令D2,1改为V2侧全桥电路的过渡内移相比指令D2,Δ，即V2侧全桥电路c相臂的开关函数Sc(t)从0时刻至Ts/2时刻保持为1的状态，V2侧全桥电路d相臂的开关函数Sd(t)从0时刻至D2,Δ·Ts时刻保持为0，V2侧全桥电路d相臂的开关函数Sd(t)从D2,Δ·Ts时刻至Ts/2保持为1的状态；在Ts/2时刻，V2侧全桥电路结束过渡区间，V2侧全桥电路的过渡内移相比指令D2,Δ改变为V2侧全桥电路的内移相比指令D2,2，即V2侧全桥电路c相臂的开关函数Sc(t)从1/2·Ts时刻至Ts时刻保持为0的状态，V2侧全桥电路d相臂的开关函数Sd(t)从Ts/2时刻至(1/2+D2,2)Ts时刻继续保持为1，V2侧全桥电路d相臂的开关函数Sd(t)从(1/2+D2,2)Ts时刻至Ts时刻保持为0的状态。