一種雙向諧振變換器及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙向諧振變換器及其控制方法，屬于電力電子變換器技術(shù)領(lǐng)域。所述雙向諧振變換器由原邊全橋電路、輔助電感、諧振電路、變壓器和副邊全橋電路構(gòu)成，其中諧振電路由諧振電感、諧振電容構(gòu)成。本發(fā)明通過構(gòu)建完全對稱的電路結(jié)構(gòu)，利用原副邊全橋電路使變換器具備雙向功率傳輸?shù)哪芰?，采用占空比控制和移相角控制不僅使得兩側(cè)的電壓和雙向的電流能夠在寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，而且功率傳輸方向切換過程可以快速、平滑。本發(fā)明不僅使變換器具有雙向功率傳輸?shù)哪芰Γ刂撇呗院唵?，而且實現(xiàn)了所有開關(guān)管的軟開關(guān)，可有效減小開關(guān)損耗、提高效率，特別適合在儲能系統(tǒng)、電動汽車等雙向隔離直流功率變換場合應用。
【專利說明】
一種雙向諧振變換器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種雙向諧振變換器及其控制方法，屬于電力電子變換器技術(shù)領(lǐng)域，尤其屬于隔離雙向-直流電能變換技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在航空航天電源系統(tǒng)、新能源發(fā)電系統(tǒng)、電動汽車系統(tǒng)、不停電電源系統(tǒng)等技術(shù)領(lǐng)域的應用中，出于降低系統(tǒng)的體積重量及成本的需求，需要采用雙向直流變換器。而處于安全性的考慮，通常采用變壓器對變換器原副邊進行電氣隔離。如何提升雙向變換器的功率傳輸效率、尋找性能優(yōu)越的的控制方法并實現(xiàn)功率傳輸方向的平滑切換一直是該技術(shù)領(lǐng)域所關(guān)注的重點問題。
[0003 ] 傳統(tǒng)的隔離型雙向直流變換器，包括正激雙向直流變換器、反激雙向直流變換器、推挽雙向直流變換器、半橋雙向直流變換器和全橋雙向直流變換器。正激雙向直流變換器和反激雙向直流變換器的電路結(jié)構(gòu)簡單且成本低，但開關(guān)管電壓應力較高，適合于小功率場合。推挽雙向直流變換器的變壓器磁芯為雙向磁化，傳輸?shù)墓β时日るp向直流變換器要大，但是開關(guān)管電壓應力也較高，適合于中低壓大功率場合。橋式雙向直流變換器，特別是全橋雙向直流變換器的開關(guān)管電壓電流應力都相對較小，適合于大功率場合。
[0004]雙有源橋式雙向直流變換器是隔離雙向直流變換器的典型解決方案之一，如附圖1，這類變換器由兩個全橋變換單元、能量傳輸電感以及隔離變壓器構(gòu)成。傳統(tǒng)的雙有源橋式雙向直流變換器通常采用移相控制，控制方式簡單，通過調(diào)節(jié)移相角實現(xiàn)功率的雙向流動，且可以實現(xiàn)開關(guān)管的軟開關(guān);原副邊的全橋結(jié)構(gòu)可以降低開關(guān)管的電壓電流應力，在中大功率場合得到了廣泛應用。但是，采用移相控制時，變換器中存在循環(huán)能量，環(huán)流損耗較大，影響變換器的傳輸效率;在較寬輸入或輸出電壓范圍內(nèi)，輕載時不能實現(xiàn)軟開關(guān)，效率較低。
[0005]W.Sun.Extended-phase-shift control of isolatedbidirect1nal dc-dc converter for power distribut1n in microgrid[J].1EEETransact1ns on Power Electronics，2012，27( 11):4667-4680.”在原副邊橋臂移相的基礎(chǔ)上，增加了原邊橋臂內(nèi)移相，利用雙移相控制來降低環(huán)流。該方案的主要問題在于變換器環(huán)流依然較大，關(guān)斷損耗較高導致效率較低。且控制方法相對復雜，最優(yōu)工作區(qū)域較窄。
[0006]文南犬“X.Li and A.K.Bhat.Analysis and design of high-frequency isolateddual-bridge series resonant dc/dc converter[J].IEEE Transact1ns on PowerElectronics，2010，25(4):850-862.”利用串聯(lián)諧振網(wǎng)絡代替能量傳輸電感，減小關(guān)斷電流從而降低變換器的關(guān)斷損耗，利用移相控制來實現(xiàn)輸出電壓調(diào)節(jié)及開關(guān)管的軟開關(guān)。該方案的問題在于串聯(lián)諧振變換器移相控制時無法工作在諧振頻率點，降低了傳輸效率;且變換器輸出側(cè)采用同步整流，增加了電路的復雜性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，為雙向直流功率變換場合提供一種隔離雙向諧振變換器及其控制方法。
[0008]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0009]所述雙向諧振變換器由原邊全橋電路(10)、輔助電感(La)、諧振電路(20)、變壓器(T)和副邊全橋電路(30)構(gòu)成，其中原邊全橋電路(10)由第一開關(guān)管(&)、第二開關(guān)管(&)、第三開關(guān)管(S3)、第四開關(guān)管(S4)和第一電壓源(V1)構(gòu)成，諧振電路(20)由諧振電感(Lr)、諧振電容(Cr)構(gòu)成，變壓器(T)包含一個副邊繞組(Ns)和一個原邊繞組(Np)，副邊全橋電路
(30)由第五開關(guān)管(S5)、第六開關(guān)管(S6)、第七開關(guān)管(S7)、第八開關(guān)管(S8)和第二電壓源(V2)構(gòu)成；
[00?0]所述第一電壓源(Vi)的正極分別與第一開關(guān)管(Si)的漏極和第三開關(guān)管(S3)的漏極相連，第一開關(guān)管(S1)的源極分別連于第二開關(guān)管(S2)的漏極、諧振電感(Lr)的一端和輔助電感(La)的一端，諧振電感(Lr)的另一端連于諧振電容(Cr)的一端，諧振電容(Cr)的另一端連于變壓器(T)原邊繞組(Np)的同名端，變壓器(T)原邊繞組(Np)的非同名端連于第三開關(guān)管(S3)的源極、第四開關(guān)管(S4)的漏極以及輔助電感(La)的另一端，第四開關(guān)管(S4)的源極連于第二開關(guān)管(S2)的源極和第一電壓源(V1)的負極；
[0011]所述變壓器(T)副邊繞組(Ns)的同名端分別與第五開關(guān)管(S5)的源極和第六開關(guān)管(S6)的漏極相連，第五開關(guān)管(S5)的漏極分別連于第七開關(guān)管(S7)的漏極和第二電壓源(V2)的正極，第二電壓源(V2)的負極連接到第六開關(guān)管(S6)的源極和第八開關(guān)管(S8)的源極，第八開關(guān)管(S8)的漏極連接到變壓器副邊繞組(Ns)的非同名端。
[0012]所述所有開關(guān)管開關(guān)頻率固定，第一開關(guān)管(S1)與第二開關(guān)管(S2)互補導通，第三開關(guān)管(S3)與第四開關(guān)管(S4)互補導通，第五開關(guān)管(S5)與第六開關(guān)管(S6)互補導通，第七開關(guān)管(S7)與第八開關(guān)管(S8)互補導通；
[0013]當?shù)谝浑妷涸?V1)的電壓高于第二電壓源(V2)的電壓時，副邊全橋電路(30)中的第五開關(guān)管(S5)、第六開關(guān)管(S6)、第七開關(guān)管(S7)、第八開關(guān)管(S8)的占空比都等于0.5，第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)同時開通、同時關(guān)斷，第六開關(guān)管(S6)與第七開關(guān)管(S7)同時開通、同時關(guān)斷，原邊全橋電路(10)中的開關(guān)管的控制方法采用以下三種控制方法中的任意一種:
[0014]第一控制方法:第一開關(guān)管(S1)、第二開關(guān)管(S2)、第三開關(guān)管(S3)、第四開關(guān)管
(S4)的占空比都等于0.5，第一開關(guān)管(S1)和第二開關(guān)管(S2)的開通時刻分別超前于第四開關(guān)管(S4)和第三開關(guān)管(S3)的開通時刻相同的移相角，通過調(diào)節(jié)第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)開通時刻之間的移相角來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较颍敼β视傻谝浑妷涸?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過減小第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)開通時刻之間的移相角來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)時，通過增加第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管
(S4)開通時刻之間的移相角來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)的功率，第一開關(guān)管(S1)的開通時刻和第四開關(guān)管(S4)的開通時刻之間的中心線與第五開關(guān)管(S5)及第八開關(guān)管(S8)的開通時刻重合，第二開關(guān)管(S2)的開通時刻與第三開關(guān)管(S3)的開通時刻之間的中心線與第六開關(guān)管(S6)和第七開關(guān)(S7)管的開通時刻重合；
[0015]第二控制方法:第一開關(guān)管(S1)的占空比小于等于0.5，第一開關(guān)管(S1)與第三開關(guān)管(S3)的占空比相等，第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比相等，通過調(diào)節(jié)第一開關(guān)管(S1)與第三開關(guān)管(S3)的占空比的大小來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较颍敼β视傻谝浑妷涸?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過增加第一開關(guān)管(&)與第三開關(guān)管(S3)的占空比來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)時，通過減小第一開關(guān)管(Si)與第三開關(guān)管(S3)的占空比來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)的驅(qū)動信號的中心線重合，第二開關(guān)管(S2)與第三開關(guān)管(S3)的驅(qū)動信號的中心線重合，第一開關(guān)管(S1)的開通時刻和第四開關(guān)管(S4)的開通時刻之間的中心線與第五開關(guān)管(S5)及第八開關(guān)管(S8)的開通時刻重合，第二開關(guān)管(S2)的開通時刻與第三開關(guān)管
(S3)的開通時刻之間的中心線與第六開關(guān)管(S6)和第七開關(guān)管(S7)開通時刻重合；
[0016]第三控制方法:第一開關(guān)管(S1)的占空比大于等于0.5，第一開關(guān)管(S1)與第三開關(guān)管(S3)的占空比相等，第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比相等，通過調(diào)節(jié)第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比的大小來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较颍敼β视傻谝浑妷涸?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過增加第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)時，通過減小第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)的驅(qū)動信號的中心線重合，第二開關(guān)管(S2)與第三開關(guān)管(S3)的驅(qū)動信號的中心線重合，第一開關(guān)管(S1)的開通時刻和第四開關(guān)管(S4)的開通時刻之間的中心線與第五開關(guān)管(S5)及第八開關(guān)管(S8)的開通時刻重合，第二開關(guān)管(S2)的開通時刻與第三開關(guān)管
(S3)的開通時刻之間的中心線與第六開關(guān)管(S6)和第七開關(guān)管(S7)開通時刻重合；
[0017]當?shù)诙妷涸?V2)的電壓高于第一電壓源(V1)的電壓時，原邊全橋電路(10)中的第一開關(guān)管(S1)、第二開關(guān)管(S2)、第三開關(guān)管(S3)、第四開關(guān)管(S4)的占空比都等于0.5，第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)同時開通、同時關(guān)斷，第二開關(guān)管(S2)與第三開關(guān)管(S3)同時開通、同時關(guān)斷，副邊全橋電路(30)中的開關(guān)管的控制方法采用以下三種控制方法中的任意一種:
[0018]第一控制方法:第五開關(guān)管(S5)、第六開關(guān)管(S6)、第七開關(guān)管(S7)、第八開關(guān)管(S8)的占空比都等于0.5，第五開關(guān)管(S5)和第六開關(guān)管(S6)的開通時刻分別超前于第八開關(guān)管(S8)和第七開關(guān)管(S7)的開通時刻相同的移相角，通過調(diào)節(jié)第五開關(guān)管(S5)和第八開關(guān)管(S8)開通時刻之間的移相角來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较颍敼β视傻谝浑妷涸?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過增加第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)開通時刻之間的移相角來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)時，通過減小第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管
(S8)開通時刻之間的移相角來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第五開關(guān)管(S5)的開通時刻和第八開關(guān)管(S8)的開通時刻之間的中心線與第一開關(guān)管(S1)及第四開關(guān)管(S4)的開通時刻重合，第六開關(guān)管(S6)的開通時刻和第七開關(guān)管(S7)的開通時刻之間的中心線與第二開關(guān)管(S2)及第三開關(guān)管(S3)的開通時刻重合；
[0019]第二控制方法:第五開關(guān)管(S5)的占空比小于等于0.5，第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比相等，第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比相等，通過調(diào)節(jié)第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比的大小來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较颍敼β视傻谝浑妷涸?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過減小第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)時，通過增加第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)的驅(qū)動信號的中心線重合，第六開關(guān)管(S6)與第七開關(guān)管(S7)的驅(qū)動信號的中心線重合，第五開關(guān)管(S5)的開通時刻和第八開關(guān)管(S8)的開通時刻之間的中心線與第一開關(guān)管(S1)及第四開關(guān)管(S4)的開通時刻重合，第六開關(guān)管(S6)的開通時刻與第七開關(guān)管
(S7)的開通時刻之間的中心線與第二開關(guān)管(S2)及第三開關(guān)管(S3)開通時刻重合；
[0020]第三控制方法:第五開關(guān)管(S5)的占空比大于等于0.5，第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比相等，第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比相等，通過調(diào)節(jié)第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比的大小來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较?，當功率由第一電壓?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過減小第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)時，通過增加第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)的驅(qū)動信號的中心線重合，第六開關(guān)管(S6)與第七開關(guān)管(S7)的驅(qū)動信號的中心線重合，第五開關(guān)管(S5)的開通時刻和第八開關(guān)管(S8)的開通時刻之間的中心線與第一開關(guān)管(S1)及第四開關(guān)管(S4)的開通時刻重合，第六開關(guān)管(S6)的開通時刻與第七開關(guān)管
(S7)的開通時刻之間的中心線與第二開關(guān)管(S2)及第三開關(guān)管(S3)開通時刻重合。
[0021]本發(fā)明技術(shù)方案與既有技術(shù)方案的本質(zhì)區(qū)別在于，采用定頻控制，利用原邊全橋電路(I O)或副邊全橋電路(3 O)的移相角調(diào)節(jié)或占空比調(diào)節(jié)來控制橋臂中點方波電壓的脈寬，從而實現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。兩全橋電路橋臂中點方波電壓始終關(guān)于中心線對稱，使諧振電路可以工作在諧振頻率點，有利于效率的提升。正反向控制策略一致，方向切換可以平滑進行。利用輔助電感(La)和變壓器(T)提供額外的電流，實現(xiàn)所有開關(guān)管在全范圍內(nèi)的軟開關(guān)。
[0022]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0023](I)變換器結(jié)構(gòu)在正反向工作時完全對稱，兩個方向的控制方式也一致，易于實現(xiàn)傳輸方向的平滑切換；
[0024](2)采用定頻控制，利用移相角調(diào)節(jié)或占空比調(diào)節(jié)來控制輸出電壓，使諧振電路可以工作在諧振頻率點，有利于磁性元件的設計、輸出電壓的調(diào)節(jié)以及效率的提升；
[0025](3)輸出側(cè)的控制信號給定，不采用同步整流方式，簡化了硬件電路；
[0026](4)借助輔助電感(La)和變壓器(T)，開關(guān)管實現(xiàn)全范圍軟開關(guān)，提升了傳輸效率；
[0027](5)變換器既可以工作在升壓區(qū)域也可以工作在降壓區(qū)域，具有較寬的電壓調(diào)節(jié)范圍。
【附圖說明】
[0028]附圖1是傳統(tǒng)雙有源橋式雙向直流變換器原理圖；
[0029]附圖2是本發(fā)明提出的一種雙向諧振變換器原理圖；
[0030]附圖3是本發(fā)明提出的一種雙向諧振變換器采用移相控制，第一電壓源(V1)的電壓大于第二電壓源(V2)的電壓，且第一電壓源(V1)向第二電壓源(V2)傳輸功率時的主要工作波形圖；
[0031]附圖4?9是本發(fā)明提出的一種雙向諧振變換器采用移相控制，第一電壓源(V1)的電壓大于第二電壓源(V2)的電壓，且第一電壓源(V1)向第二電壓源(V2)傳輸功率時，各開關(guān)模態(tài)的等效電路圖；
[0032]以上附圖中的符號名稱:10為原邊全橋電路;20為諧振電路;30為副邊全橋電路;T為變壓器;Np和Ns分別為變壓器(T)的原邊繞組和副邊繞組;Lr為諧振電感;Cr為諧振電容;Lm為激磁電感;La為輔助電感;Si和S2分別為第一、第二開關(guān)管；S3和S4分別為第三、第四開關(guān)管;S5和S6分別為第五、第六開關(guān)管;S7和S8分別為第七、第八開關(guān)管;Vl、V2為電壓源;Vab為原邊全橋電路(1 )的橋臂中點電壓;Vcd為副邊全橋電路(30 )的橋臂中點電壓；kr為諧振電感(Lr)電流；Ua為輔助電感(La)電流;km為激磁電感(Lm)電流;VCr為諧振電容(Cr)電壓;VCS1、VGS2、VCS3和VCS4分別為第一開關(guān)管(Si )、第二開關(guān)管(S2 )、第三開關(guān)管(S3 )和第四開關(guān)管(S4)的驅(qū)動電壓;VGS5、VGS6、VGS7和VGS8分別為第五開關(guān)管(S5)、第六開關(guān)管(S6)、第七開關(guān)管(S7)和第八開關(guān)管(S8)的驅(qū)動電壓；
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0034]如附圖2所示，所述雙向諧振變換器由原邊全橋電路(10)、輔助電感(La)、諧振電路(20)、變壓器(T)和副邊全橋電路(30)構(gòu)成，其中原邊全橋電路(10)由第一開關(guān)管(Si)、第二開關(guān)管(S2)、第三開關(guān)管(&)、第四開關(guān)管(S4)和第一電壓源(V1)構(gòu)成，諧振電路(20)由諧振電感(Lr)、諧振電容(Cr)構(gòu)成，變壓器(T)包含一個副邊繞組(Ns)和一個原邊繞組(Np)，副邊全橋電路(30)由第五開關(guān)管(S5)、第六開關(guān)管(S6)、第七開關(guān)管(S7)、第八開關(guān)管
(S8)和第二電壓源(V2)構(gòu)成;所述第一電壓源(V1)的正極分別與第一開關(guān)管(S1)的漏極和第三開關(guān)管(S3)的漏極相連，第一開關(guān)管(S1)的源極分別連于第二開關(guān)管(S2)的漏極、諧振電感(Lr)的一端和輔助電感(La)的一端，諧振電感(Lr)的另一端連于諧振電容(Cr)的一端，諧振電容(Cr)的另一端連于變壓器(T)原邊繞組(Np)的同名端，變壓器(T)原邊繞組(Np)的非同名端連于第三開關(guān)管(S3)的源極、第四開關(guān)管(S4)的漏極以及輔助電感(La)的另一端，第四開關(guān)管(S4)的源極連于第二開關(guān)管(S2)的源極和第一電壓源(V1)的負極;所述變壓器(T)副邊繞組(Ns)的同名端分別與第五開關(guān)管(S5)的源極和第六開關(guān)管(S6)的漏極相連，第五開關(guān)管(S5)的漏極分別連于第七開關(guān)管(S7)的漏極和第二電壓源(V2)的正極，第二電壓源(V2)的負極連接到第六開關(guān)管(S6)的源極和第八開關(guān)管(S8)的源極，第八開關(guān)管(S8)的漏極連接到變壓器副邊繞組(Ns)的非同名端。
[0035]所述所有開關(guān)管開關(guān)頻率固定，第一開關(guān)管(S1)與第二開關(guān)管(S2)互補導通，第三開關(guān)管(S3)與第四開關(guān)管(S4)互補導通，第五開關(guān)管(S5)與第六開關(guān)管(S6)互補導通，第七開關(guān)管(S7)與第八開關(guān)管(S8)互補導通；
[0036]當?shù)谝浑妷涸?V1)的電壓高于第二電壓源(V2)的電壓時，副邊全橋電路(30)中的第五開關(guān)管(S5)、第六開關(guān)管(S6)、第七開關(guān)管(S7)、第八開關(guān)管(S8)的占空比都等于0.5，第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)同時開通、同時關(guān)斷，第六開關(guān)管(S6)與第七開關(guān)管(S7)同時開通、同時關(guān)斷，原邊全橋電路(10)中的開關(guān)管的控制方法采用以下三種控制方法中的任意一種:
[0037]第一控制方法:第一開關(guān)管(S1)、第二開關(guān)管(S2)、第三開關(guān)管(S3)、第四開關(guān)管
(S4)的占空比都等于0.5，第一開關(guān)管(S1)和第二開關(guān)管(S2)的開通時刻分別超前于第四開關(guān)管(S4)和第三開關(guān)管(S3)的開通時刻相同的移相角，通過調(diào)節(jié)第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)開通時刻之間的移相角來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较?，當功率由第一電壓?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過減小第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)開通時刻之間的移相角來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)時，通過增加第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管
(S4)開通時刻之間的移相角來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)的功率，第一開關(guān)管(S1)的開通時刻和第四開關(guān)管(S4)的開通時刻之間的中心線與第五開關(guān)管(S5)及第八開關(guān)管(S8)的開通時刻重合，第二開關(guān)管(S2)的開通時刻與第三開關(guān)管(S3)的開通時刻之間的中心線與第六開關(guān)管(S6)和第七開關(guān)(S7)管的開通時刻重合；
[0038]第二控制方法:第一開關(guān)管(S1)的占空比小于等于0.5，第一開關(guān)管(S1)與第三開關(guān)管(S3)的占空比相等，第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比相等，通過調(diào)節(jié)第一開關(guān)管(S1)與第三開關(guān)管(S3)的占空比的大小來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较?，當功率由第一電壓?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過增加第一開關(guān)管(&)與第三開關(guān)管(S3)的占空比來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)時，通過減小第一開關(guān)管(Si)與第三開關(guān)管(S3)的占空比來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)的驅(qū)動信號的中心線重合，第二開關(guān)管(S2)與第三開關(guān)管(S3)的驅(qū)動信號的中心線重合，第一開關(guān)管(S1)的開通時刻和第四開關(guān)管(S4)的開通時刻之間的中心線與第五開關(guān)管(S5)及第八開關(guān)管(S8)的開通時刻重合，第二開關(guān)管(S2)的開通時刻與第三開關(guān)管(S3)的開通時刻之間的中心線與第六開關(guān)管(S6)和第七開關(guān)管(S7)開通時刻重合；
[0039]第三控制方法:第一開關(guān)管(S1)的占空比大于等于0.5，第一開關(guān)管(S1)與第三開關(guān)管(S3)的占空比相等，第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比相等，通過調(diào)節(jié)第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比的大小來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较颍敼β视傻谝浑妷涸?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過增加第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)時，通過減小第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)的驅(qū)動信號的中心線重合，第二開關(guān)管(S2)與第三開關(guān)管(S3)的驅(qū)動信號的中心線重合，第一開關(guān)管(S1)的開通時刻和第四開關(guān)管(S4)的開通時刻之間的中心線與第五開關(guān)管(S5)及第八開關(guān)管(S8)的開通時刻重合，第二開關(guān)管(S2)的開通時刻與第三開關(guān)管
(S3)的開通時刻之間的中心線與第六開關(guān)管(S6)和第七開關(guān)管(S7)開通時刻重合；
[0040]當?shù)诙妷涸?V2)的電壓高于第一電壓源(V1)的電壓時，原邊全橋電路(10)中的第一開關(guān)管(S1)、第二開關(guān)管(S2)、第三開關(guān)管(S3)、第四開關(guān)管(S4)的占空比都等于0.5，第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)同時開通、同時關(guān)斷，第二開關(guān)管(S2)與第三開關(guān)管(S3)同時開通、同時關(guān)斷，副邊全橋電路(30)中的開關(guān)管的控制方法采用以下三種控制方法中的任意一種:
[0041]第一控制方法:第五開關(guān)管(S5)、第六開關(guān)管(S6)、第七開關(guān)管(S7)、第八開關(guān)管
(S8)的占空比都等于0.5，第五開關(guān)管(S5)和第六開關(guān)管(S6)的開通時刻分別超前于第八開關(guān)管(S8)和第七開關(guān)管(S7)的開通時刻相同的移相角，通過調(diào)節(jié)第五開關(guān)管(S5)和第八開關(guān)管(S8)開通時刻之間的移相角來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较?，當功率由第一電壓?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過增加第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)開通時刻之間的移相角來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vi)時，通過減小第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管
(S8)開通時刻之間的移相角來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第五開關(guān)管(S5)的開通時刻和第八開關(guān)管(S8)的開通時刻之間的中心線與第一開關(guān)管(S1)及第四開關(guān)管(S4)的開通時刻重合，第六開關(guān)管(S6)的開通時刻和第七開關(guān)管(S7)的開通時刻之間的中心線與第二開關(guān)管(S2)及第三開關(guān)管(S3)的開通時刻重合；
[0042]第二控制方法:第五開關(guān)管(S5)的占空比小于等于0.5，第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比相等，第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比相等，通過調(diào)節(jié)第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比的大小來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较?，當功率由第一電壓?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過減小第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)時，通過增加第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)的驅(qū)動信號的中心線重合，第六開關(guān)管(S6)與第七開關(guān)管(S7)的驅(qū)動信號的中心線重合，第五開關(guān)管(S5)的開通時刻和第八開關(guān)管(S8)的開通時刻之間的中心線與第一開關(guān)管(S1)及第四開關(guān)管(S4)的開通時刻重合，第六開關(guān)管(S6)的開通時刻與第七開關(guān)管(S7)的開通時刻之間的中心線與第二開關(guān)管(S2)及第三開關(guān)管(S3)開通時刻重合；
[0043]第三控制方法:第五開關(guān)管(S5)的占空比大于等于0.5，第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比相等，第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比相等，通過調(diào)節(jié)第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比的大小來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较?，當功率由第一電壓?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過減小第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)時，通過增加第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)的驅(qū)動信號的中心線重合，第六開關(guān)管(S6)與第七開關(guān)管(S7)的驅(qū)動信號的中心線重合，第五開關(guān)管(S5)的開通時刻和第八開關(guān)管(S8)的開通時刻之間的中心線與第一開關(guān)管(S1)及第四開關(guān)管(S4)的開通時刻重合，第六開關(guān)管(S6)的開通時刻與第七開關(guān)管
(S7)的開通時刻之間的中心線與第二開關(guān)管(S2)及第三開關(guān)管(S3)開通時刻重合。
[0044]本發(fā)明的目的是實現(xiàn)隔離雙向直流功率變換，為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提出了一種雙向諧振變換器及其控制方法，通過原邊全橋電路(10)或副邊全橋電路(30)的移相角調(diào)節(jié)或占空比調(diào)節(jié)來控制輸出電壓，使諧振電路可以定頻工作在諧振頻率點，控制方式簡單；全電壓負載范圍實現(xiàn)軟開關(guān)，提升了傳輸效率。
[0045]下面以附圖3所示的雙向諧振變換器采用移相控制，第一電壓源(V1)的電壓大于第二電壓源(V2)的電壓，且第一電壓源(V1)向第二電壓源(V2)傳輸功率時的主要工作波形為例，說明本發(fā)明的工作原理。附圖4?9給出了雙向諧振變換器采用移相控制，第一電壓源(V1)的電壓大于第二電壓源(V2)的電壓，且第一電壓源(V1)向第二電壓源(V2)傳輸功率時各開關(guān)模態(tài)的等效電路。半周期中，共有6種工作模態(tài)。
[0046]開關(guān)模態(tài)UtoJ1]:to時刻之前，第一開關(guān)管(S1)和第三開關(guān)管(S3)導通，第五開關(guān)管(S5)、第六開關(guān)管(S6)、第七開關(guān)管(S7)、第八開關(guān)管(S8)處于死區(qū)時間內(nèi)。副邊全橋電路
(30)的橋臂中點電壓Vcd由-V2上升到V2。在to時刻，第五開關(guān)管(S5)和第八開關(guān)管(Ss)實現(xiàn)ZVS開通。本時段內(nèi)，第一開關(guān)管(Si)、第三開關(guān)管(S3)、第五開關(guān)管(S5)、第八開關(guān)管(Ss)導通。原邊全橋電路(10)的橋臂中點電壓Vab等于O，副邊全橋電路(30)的橋臂中點電壓Vcd等于V2。變壓器(T)激磁電感(1^)電流開始上升，輔助電感(La)電流保持不變。
[0047]開關(guān)模態(tài)2[t,Uht1時刻，第三開關(guān)管(S3)關(guān)斷，第三開關(guān)管(S3)和第四開關(guān)管
(54)處于死區(qū)時間內(nèi)，諧振電感(Lr)電流和輔助電感(La)電流共同對第三開關(guān)管(S3)和第四開關(guān)管(S4)的結(jié)電容進行充放電，為第四開關(guān)管(S4)的ZVS開通做準備。本時段內(nèi)，第一開關(guān)管(S0、第五開關(guān)管(S5)和第八開關(guān)管(S8)處于導通狀態(tài)。原邊全橋電路(10)的橋臂中點電壓Vab由O上升到V1，副邊全橋電路(30)的橋臂中點電壓Vcd等于V2。變壓器(T)激磁電感(Lm)電流繼續(xù)上升，輔助電感(La)電流保持不變。
[0048]開關(guān)模態(tài)3[t2，t3]:t2時刻，第四開關(guān)管(S4)實現(xiàn)ZVS開通。本時段內(nèi)，第一開關(guān)管
(51)和第四開關(guān)管(S4)導通，第五開關(guān)管(S5)和第八開關(guān)管(S8)導通。原邊全橋電路(10)的橋臂中點電壓vab等于V1，副邊全橋電路(30)橋臂中點電壓id等于V2。諧振電路(20)在￥1^2的電壓下進行諧振。變壓器⑴激磁電感(Lm)電流及輔助電感(La)電流隨時間線性上升。
[0049]開關(guān)模態(tài)4[t3，t4]:t3時刻，第一開關(guān)管(S1)關(guān)斷，第一開關(guān)管(S1)和第二開關(guān)管
(52)處于死區(qū)時間內(nèi)，諧振電感(Lr)電流與輔助電感(La)電流共同對第一開關(guān)管(S1)和第二開關(guān)管(S2)的結(jié)電容進行充放電，為第二開關(guān)管(S2)的ZVS開通做準備。本時段內(nèi)，第四開關(guān)管(S4)、第五開關(guān)管(S5)和第八開關(guān)管(S8)處于導通狀態(tài)。原邊全橋電路(10)的橋臂中點電壓vab*V1下降到O，副邊全橋電路(30)的橋臂中點電壓等于V2。變壓器(T)激磁電感(Lm)電流及輔助電感(La)電流隨時間線性上升。
[0050]開關(guān)模態(tài)5[t4，t5]:t4時刻，第二開關(guān)管(S2)實現(xiàn)ZVS開通。本時段內(nèi)，第二開關(guān)管
(S2)、第四開關(guān)管(S4)、第五開關(guān)管(S5)和第八開關(guān)管(S8)處于導通狀態(tài)。原邊全橋電路
(10)的橋臂中點電壓vab等于0，副邊全橋電路(30)的橋臂中點電壓id等于V2。變壓器(T)激磁電感(Lm)電流繼續(xù)上升，輔助電感(La)電流維持不變。
[0051]開關(guān)模態(tài)6[t5，t6]:t5時刻，第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)關(guān)斷，第五開關(guān)管
(55)、第六開關(guān)管(S6)、第七開關(guān)管(S7)、第八開關(guān)管(S8)處于死區(qū)時間內(nèi)。本時段內(nèi)，第二開關(guān)管(S2)和第四開關(guān)管(S4)導通。原邊全橋電路(10)的橋臂中點電壓Vab等于0，副邊全橋電路(30)的橋臂中點電壓Vc^ V2下降到-v2。在U時刻，第六開關(guān)管(S6)和第七開關(guān)管(S7)實現(xiàn)ZVS開通。變壓器(T)激磁電感(Lm)電流繼續(xù)上升，輔助電感(La)電流維持不變。
[0052]另外半周期的工作模態(tài)與上述工作模態(tài)類似，這里不再敘述。根據(jù)上述工作過程的描述可知，本發(fā)明可以實現(xiàn)所有開關(guān)管的軟開關(guān)，能夠有效改善變換效率。
[0053]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種雙向諧振變換器，其特征在于: 所述雙向諧振變換器由原邊全橋電路(10)、輔助電感(U)、諧振電路(20)、變壓器⑴和副邊全橋電路(30)構(gòu)成，其中原邊全橋電路(10)由第一開關(guān)管(S1)、第二開關(guān)管(S2)、第三開關(guān)管(&)、第四開關(guān)管(S4)和第一電壓源(V1)構(gòu)成，諧振電路(20)由諧振電感(Lr)、諧振電容(Cr)構(gòu)成，變壓器(T)包含一個副邊繞組(Ns)和一個原邊繞組(Np)，副邊全橋電路(30)由第五開關(guān)管(S5)、第六開關(guān)管(S6)、第七開關(guān)管(S7)、第八開關(guān)管(S8)和第二電壓源(V2)組成； 所述第一電壓源(V1)的正極分別與第一開關(guān)管(S1)的漏極和第三開關(guān)管(S3)的漏極相連，第一開關(guān)管(S1)的源極分別連于第二開關(guān)管(S2)的漏極、諧振電感(Lr)的一端和輔助電感(La)的一端，諧振電感(Lr)的另一端連于諧振電容(Cr)的一端，諧振電容(Cr)的另一端連于變壓器(T)原邊繞組(Np)的同名端，變壓器(T)原邊繞組(Np)的非同名端連于第三開關(guān)管(53)的源極、第四開關(guān)管(S4)的漏極以及輔助電感(La)的另一端，第四開關(guān)管(S4)的源極連于第二開關(guān)管(S2)的源極和第一電壓源(V1)的負極； 所述變壓器(T)副邊繞組(Ns)的同名端分別與第五開關(guān)管(S5)的源極和第六開關(guān)管(S6)的漏極相連，第五開關(guān)管(S5)的漏極分別連于第七開關(guān)管(S7)的漏極和第二電壓源(V2)的正極，第二電壓源(V2)的負極連接到第六開關(guān)管(S6)的源極和第八開關(guān)管(S8)的源極，第八開關(guān)管(S8)的漏極連接到變壓器副邊繞組(Ns)的非同名端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向諧振變換器的控制方法，其特征在于:所述所有開關(guān)管開關(guān)頻率固定，第一開關(guān)管(S1)與第二開關(guān)管(S2)互補導通，第三開關(guān)管(S3)與第四開關(guān)管(54)互補導通，第五開關(guān)管(S5)與第六開關(guān)管(S6)互補導通，第七開關(guān)管(S7)與第八開關(guān)管(S8)互補導通； 當?shù)谝浑妷涸?V1)的電壓高于第二電壓源(V2)的電壓時，副邊全橋電路(30)中的第五開關(guān)管(S5)、第六開關(guān)管(S6)、第七開關(guān)管(S7)、第八開關(guān)管(S8)的占空比都等于0.5，第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)同時開通、同時關(guān)斷，第六開關(guān)管(S6)與第七開關(guān)管(S7)同時開通、同時關(guān)斷，原邊全橋電路(10)中的開關(guān)管的控制方法采用以下三種控制方法中的任意一種: 第一控制方法:第一開關(guān)管(S1)、第二開關(guān)管(S2)、第三開關(guān)管(S3)、第四開關(guān)管(S4)的占空比都等于0.5，第一開關(guān)管(S1)和第二開關(guān)管(S2)的開通時刻分別超前于第四開關(guān)管(S4)和第三開關(guān)管(S3)的開通時刻相同的移相角，通過調(diào)節(jié)第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)開通時刻之間的移相角來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较?，當功率由第一電壓?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過減小第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)開通時刻之間的移相角來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)時，通過增加第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)開通時刻之間的移相角來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)的功率，第一開關(guān)管(S1)的開通時刻和第四開關(guān)管(S4)的開通時刻之間的中心線與第五開關(guān)管(S5)及第八開關(guān)管(S8)的開通時刻重合，第二開關(guān)管(S2)的開通時刻與第三開關(guān)管(S3)的開通時刻之間的中心線與第六開關(guān)管(S6)和第七開關(guān)(S7)管的開通時刻重合； 第二控制方法:第一開關(guān)管(S1)的占空比小于等于0.5，第一開關(guān)管(S1)與第三開關(guān)管(S3)的占空比相等，第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比相等，通過調(diào)節(jié)第一開關(guān)管(51)與第三開關(guān)管(S3)的占空比的大小來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较?，當功率由第一電壓?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過增加第一開關(guān)管(S1)與第三開關(guān)管(S3)的占空比來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)時，通過減小第一開關(guān)管(Si)與第三開關(guān)管(S3)的占空比來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)的驅(qū)動信號的中心線重合，第二開關(guān)管(S2)與第三開關(guān)管(S3)的驅(qū)動信號的中心線重合，第一開關(guān)管(S1)的開通時刻和第四開關(guān)管(S4)的開通時刻之間的中心線與第五開關(guān)管(S5)及第八開關(guān)管(S8)的開通時刻重合，第二開關(guān)管(S2)的開通時刻與第三開關(guān)管(S3)的開通時刻之間的中心線與第六開關(guān)管(S6)和第七開關(guān)管(S7)開通時刻重合；第三控制方法:第一開關(guān)管(S1)的占空比大于等于0.5，第一開關(guān)管(S1)與第三開關(guān)管(S3)的占空比相等，第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比相等，通過調(diào)節(jié)第二開關(guān)管(52)與第四開關(guān)管(S4)的占空比的大小來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较?，當功率由第一電壓?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過增加第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)時，通過減小第二開關(guān)管(S2)與第四開關(guān)管(S4)的占空比來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)的驅(qū)動信號的中心線重合，第二開關(guān)管(S2)與第三開關(guān)管(S3)的驅(qū)動信號的中心線重合，第一開關(guān)管(S1)的開通時刻和第四開關(guān)管(S4)的開通時刻之間的中心線與第五開關(guān)管(S5)及第八開關(guān)管(S8)的開通時刻重合，第二開關(guān)管(S2)的開通時刻與第三開關(guān)管(S3)的開通時刻之間的中心線與第六開關(guān)管(S6)和第七開關(guān)管(S7)開通時刻重合； 當?shù)诙妷涸?V2)的電壓高于第一電壓源(V1)的電壓時，原邊全橋電路(10)中的第一開關(guān)管(S1)、第二開關(guān)管(S2)、第三開關(guān)管(S3)、第四開關(guān)管(S4)的占空比都等于0.5，第一開關(guān)管(S1)與第四開關(guān)管(S4)同時開通、同時關(guān)斷，第二開關(guān)管(S2)與第三開關(guān)管(S3)同時開通、同時關(guān)斷，副邊全橋電路(30)中的開關(guān)管的控制方法采用以下三種控制方法中的任意一種: 第一控制方法:第五開關(guān)管(S5)、第六開關(guān)管(S6)、第七開關(guān)管(S7)、第八開關(guān)管(S8)的占空比都等于0.5，第五開關(guān)管(S5)和第六開關(guān)管(S6)的開通時刻分別超前于第八開關(guān)管(S8)和第七開關(guān)管(S7)的開通時刻相同的移相角，通過調(diào)節(jié)第五開關(guān)管(S5)和第八開關(guān)管(S8)開通時刻之間的移相角來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较?，當功率由第一電壓?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過增加第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)開通時刻之間的移相角來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)時，通過減小第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)開通時刻之間的移相角來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第五開關(guān)管(S5)的開通時刻和第八開關(guān)管(S8)的開通時刻之間的中心線與第一開關(guān)管(S1)及第四開關(guān)管(S4)的開通時刻重合，第六開關(guān)管(S6)的開通時刻和第七開關(guān)管(S7)的開通時刻之間的中心線與第二開關(guān)管(S2)及第三開關(guān)管(S3)的開通時刻重合； 第二控制方法:第五開關(guān)管(S5)的占空比小于等于0.5，第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比相等，第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比相等，通過調(diào)節(jié)第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比的大小來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较?，當功率由第一電壓?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過減小第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)時，通過增加第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)的驅(qū)動信號的中心線重合，第六開關(guān)管(S6)與第七開關(guān)管(S7)的驅(qū)動信號的中心線重合，第五開關(guān)管(S5)的開通時刻和第八開關(guān)管(S8)的開通時刻之間的中心線與第一開關(guān)管(S1)及第四開關(guān)管(S4)的開通時刻重合，第六開關(guān)管(S6)的開通時刻與第七開關(guān)管(S7)的開通時刻之間的中心線與第二開關(guān)管(S2)及第三開關(guān)管(S3)開通時刻重合；第三控制方法:第五開關(guān)管(S5)的占空比大于等于0.5，第五開關(guān)管(S5)與第七開關(guān)管(S7)的占空比相等，第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比相等，通過調(diào)節(jié)第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比的大小來調(diào)節(jié)所述雙向諧振變換器所傳輸?shù)墓β实拇笮『头较?，當功率由第一電壓?V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)時，通過減小第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比來增加由第一電壓源(V1)傳輸?shù)降诙妷涸?V2)的功率，當功率由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?Vl)時，通過增加第六開關(guān)管(S6)與第八開關(guān)管(S8)的占空比來增加由第二電壓源(V2)傳輸?shù)降谝浑妷涸?V1)的功率，第五開關(guān)管(S5)與第八開關(guān)管(S8)的驅(qū)動信號的中心線重合，第六開關(guān)管(S6)與第七開關(guān)管(S7)的驅(qū)動信號的中心線重合，第五開關(guān)管(S5)的開通時刻和第八開關(guān)管(S8)的開通時刻之間的中心線與第一開關(guān)管(S1)及第四開關(guān)管(S4)的開通時刻重合，第六開關(guān)管(S6)的開通時刻與第七開關(guān)管(S7)的開通時刻之間的中心線與第二開關(guān)管(S2)及第三開關(guān)管(S3)開通時刻重合。
【文檔編號】H02M3/155GK106026645SQ201610578503
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月20日
【發(fā)明人】吳紅飛, 李玥瑋, 邢巖
【申請人】南京航空航天大學