[发明专利]应用于电压传输比大于1的DAB全功率软开关控制方法

摘要

本发明提供了一种应用于电压传输比大于1的DAB全功率软开关控制方法，通过数字控制器调整PWM输出，来控制对应开关器件。理论计算时，PWM输出主要是调整高频变压器原副边H桥之间的外移相比D0、原边全桥内移相比D1、副边全桥内移相比D2三个移相控制量，使得双有源全桥直流变换器能在电压传输比大于1的全功率范围内实现电流优化下的软开关。扩宽了软开关范围的同时减小了变换器的功率损耗，提高了变换器整体效率，且无需改变变换器的电路结构，易于实现，适用性广，可应用于高频隔离开关电源。

主权项

1.应用于电压传输比大于1的DAB全功率软开关控制方法，该方法所基于的装置包括直流电源、高频变压器原边全桥H1、高频变压器副边全桥H2、高频电感L和高频变压器、直流负载、原边输入电容C1、副边输出电容C2以及数字控制器组成；所述高频变压器原边全桥H1由S1～S4四个全控开关器件组成，高频变压器副边全桥H2由Q1～Q4四个全控开关器件组成，所述直流电压源正极与原边输入电容C1、高频变压器原边全桥H1的直流母线正极相连接，直流电压源负极与原边输入电容C1、高频变压器原边全桥H1的直流母线负极相连接；所述高频变压器原边全桥H1前后桥臂两开关管中点分别与高频电感L一端和高频变压器原边负端相连接，高频电感L另一端与高频变压器原边正端相连接；所述直流负载的正极与副边输入电容C2正极、高频变压器副边全桥H2的直流母线正极相连接，直流负载负极与副边输入电容C2负极、高频变压器副边全桥H2的直流母线负极相连接；所述高频变压器副边全桥H2前后桥臂两开关管中点分别与高频变压器副边两端相连接，高频变压器变比为n:1；所述高频变压器原边全桥H1的四个全控开关管S1～S4的控制信号输入端和高频变压器副边全桥H2的四个全控开关器件Q1～Q4的控制信号输入端与所述数字控制器的PWM信号输出端相连接；所述数字控制器包括移相参数计算器和移相调制器这两个部分，首先初始化数字控制器，设定双有源全桥变换器基本参数变压器变比n、高频电感L、输出的PWM波的频率fs，期望输出电压值Vref，采样得到输入电压V1、采样得到输出电压V0、输出电流I0，移相参数计算器计算输出电压值为Vref时的输出功率P，通过控制方法计算后输出三个移相信号给所述移相调制器，所述移相调制器的开关控制信号输出端与所述原副边全桥相对应的全控开关管S1～S4和Q1～Q4相连接；所述三重移相值为高频变压器原副边H桥之间的移相比D0、原边H1全桥内移相比D1、副边H2全桥内移相比D2三个移相控制量；所述三重移相值为高频变压器原副边H桥之间的移相比D0、原边H1全桥内移相比D1、副边H2全桥内移相比D2三个移相控制量；其特征在于：该方法具体包括以下步骤：1)所述控制器按公式(1)计算出输入输出电压传输比：2)取M＞1，所述的数字控制器根据输入输出电压传输比确定三个传输功率分段：低功率分段：中等功率分段：大功率分段：其中，PL为低功率段传输功率、PM为中等功率段传输功率、PH为高功率段传输功率；3)双有源全桥变换器D0、D1、D2三个控制量的计算：当传输功率处于低功率段时，使用下式得到对应的三个移相控制量：当传输功率处于中等功率段时，使用下式得到对应的三个移相控制量：当传输功率处于大功率段时，使用下式得到对应的三个移相控制量：其中，T为双有源全桥直流变换器的半开关周期；4)所述的移相控制器按所述的高频变压器原副边H桥之间的移相比D0、原边H1全桥内移相比D1、副边H2全桥内移相比D2三个移相控制量形成驱动信号，八个开关管的驱动信号通过输出端口驱动所述原边H1全桥、副边H2全桥的八个全控开关器件，通过以上控制方法即实现一种应用于电压传输比大于1的DAB全功率软开关控制，实现原边H1全桥、副边H2全桥的八个全控开关器件均能软开关。