一种用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法，设置电路由分压电容交替供电；设置变换器中八个开关管的驱动脉冲均为方波；设置第一和第三开关管的驱动脉冲互补，第二和第四开关管的驱动脉冲互补，第五和第七开关管的驱动脉冲互补，第六和第八开关管的驱动脉冲互补；当C1供电时，第一和第二开关管的驱动脉冲有一个移相角θ，C2供电时，第七和第八开关管的驱动脉冲有一个移相角θ；通过调节移相角θ控制该变换器的输出电压。本发明专利技术能够拓宽二极管箝位的全桥LLC变换器的输入电压范围，适用于光伏、风电等场合。

【技术实现步骤摘要】
一种用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法
本专利技术涉及电力电子直直变换
，尤其涉及一种用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法。
技术介绍
新能源技术的高速发展，促进了电力电子学科的发展。例如光伏、风电这种新能源，普遍存在能量输出不稳定的缺点，并且输出电压范围非常宽，输出电流大小受环境影响等问题，对后级设计的变换器提出了更加苛刻的应用要求。变换器目前的发展主要集中在高频化、新器件、模块化等方面，其中一个核心技术就是实现功率器件的软开关。目前的软开关变换器主要包括软开关PWM变换器以及谐振变换器。随着前人不断的总结拓展，谐振变换器的到了迅速的发展。为了拓宽二极管箝位的全桥LLC变换器的输入电压范围，本专利技术研究一种应用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法，利用LLC变换器软开关的同时，拓宽其输入范围，扩宽其增益比，使其能够应用在光伏、风电等新能源的苛刻场合。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及到的缺陷，提供一种用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案一种用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法，所述用于二极管箝位的全桥LLC变换器包含依次相连的输入源、逆变网络、谐振网络、变压器、整流滤波网络和负载；所述输入源包含输入电压、第一电容和第二电容；所述逆变网络包含第一至第八开关管、以及第一至第四二极管；所述第一电容的一端分别和所述输入电压的正极、第一开关管的漏极、第五开关管的漏极相连，另一端分别和所述第二电容的一端、第一二极管的阳极、第二二极管的阴极、第三二极管的阳极、第四二极管的阴极相连；所述第二电容的另一端分别和所述输入电压的负极、第四开关管的源极、第八开关管的源极相连；所述第一开关管的源极分别和所述第一二极管的阴极、第二开关管的漏极相连；所述第二开关管的源极分别和所述第三开关管的漏极、谐振网络相连；所述第三开关管的源极分别和所述第二二极管的阳极、第四开关管的漏极相连；所述第五开关管的源极分别和所述第三二极管的阴极、第六开关管的漏极相连；所述第六开关管的源极分别和所述第七开关管的漏极、谐振网络相连；所述第七开关管的源极分别和所述第四二极管的阳极、第八开关管的漏极相连；所述控制方法包括以下步骤：步骤1)，将第一至第八开关管的驱动脉冲设置为方波；步骤2)，设置第一开关管的驱动脉冲和第三开关管的驱动脉冲互补，第二开关管的驱动脉冲和第四开关管的驱动脉冲互补，第五开关管的驱动脉冲和第七开关管的驱动脉冲互补，第六开关管的驱动脉冲和第八开关管的驱动脉冲互补；步骤3)，设置第一电容和第二电容交替供电，且分别供电一个谐振周期；步骤4)，第一电容供电时：设置第二开关管的驱动脉冲的占空比为100％，第八开关管的驱动脉冲的占空比为0％；设置第一开关管的驱动脉冲滞后第二开关管的驱动脉冲移相角θ，第一开关管的驱动脉冲和第五开关管的驱动脉冲的占空比均为m，θ+m·π＝π/2；步骤5)，第二电容供电时：设置第一开关管的驱动脉冲的占空比为0％，第二开关管的驱动脉冲的占空比为50％，第七开关管的驱动脉冲的占空比为100％，第八开关管的驱动脉冲的占空比为50％；设置第八开关管的驱动脉冲滞后第七开关管的驱动脉冲移相角θ；步骤6)，通过调节移相角θ控制二极管箝位的全桥LLC变换器的输出电压。作为本专利技术一种用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法进一步的优化方案，所述移相角θ大于等于0度，小于等于90度。作为本专利技术一种用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法进一步的优化方案，所述第一至第八开关管均采用MOS管或IGBT管，每个开关管的漏极和源极之间均为反并联的二极管或寄生的二极管。作为本专利技术一种用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法进一步的优化方案，所述全桥LLC变换器的工作频率和所述谐振网络的谐振频率之间的差值小于预设的误差频率阈值。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术公开了一种应用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法，分压电容C1、C2交替供电，利用LLC变换器软开关的同时，拓宽其输入范围，扩宽其增益比，使其能够应用在光伏、风电等新能源的苛刻场合。附图说明图1是本专利技术中二极管箝位的全桥LLC变换器的拓扑结构示意图。图2是本专利技术用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法示意图。图3(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)、(i)分别是本专利技术在t0＜t＜t1、t1＜t＜t2、t2＜t＜t3、t3＜t＜t4、t4＜t＜t5、t5＜t＜t6、t6＜t＜t7、t7＜t＜t8、t8＜t＜t9、t9＜t＜t10时的模态分析图。图4(a)、(b)、(c)分别是本专利技术在S6关断、S8的体二极管导通、S8导通时供电电容由C1切换到C2的模态分析图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：本专利技术可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本专利技术的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。本专利技术中的二极管箝位的全桥LLC变换器的拓扑结构如图1所示。该变换器主要由输入源、逆变网络、谐振网络、变压器、整流滤波网络以及负载组成。输入源包含输入电压Uin、电容C1和电容C2；电容C1的一端和输入电压Uin的正极相连，另一端和所述电容C2的一端相连，电容C2的另一端和输入电压Uin的负极相连。二极管箝位的全桥LLC变换器的逆变网络包含第一至第八开关管(S1-S8)、第一至第四二极管(D1-D4)，其中第一至第四开关管S1、S2、S3、S4依次串联组成超前桥臂，第五至第八开关管S5、S6、S7、S8依次串联组成滞后桥臂。二极管D1的阴极接S1的源极和S2的漏极，二极管D1的阳极接二极管D2的阴极和电容C1与C2接点。二极管D2的阳极接S3的源极和S4的漏极。二极管D3的阴极接S5的源极和S6的漏极，二极管D3的阳极接二极管D4的阴极和电容C1与C2接点。二极管D4的阳极接S7的源极和S8的漏极。本专利技术用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法如图2所示，该控制方法包括以下步骤：1)将二极管箝位的全桥LLC变换器的八个开关管的驱动脉冲设置为方波；2)设置第一开关管S1的驱动脉冲和第三开关管S3的驱动脉冲互补，第二开关管S2的驱动脉冲和第四开关管的S4驱动脉冲互补，第五开关管S5的驱动脉冲和第七开关管S7的驱动脉冲互补，第六开关管S6的驱动脉冲和第八开关管S8的驱动脉冲互补。3)设置电容C1和C2交替供电，且分别供电一个谐振周期。4)电容C1供电时，设置S2的驱动脉冲的占空比为100％，S8的驱动脉冲的占空比为0％。S1滞后S2移相角θ，且设S1和S5驱动脉冲的占空比均为m，则θ+m·π＝π/2。5)电容C2供电时，设置S1的驱动脉冲的占空比为0％，S2的驱动脉冲的占空比为50％，S7的驱动脉冲的占空比为100％，S8的驱动脉冲的占空比为50％。S8滞后S7移相角θ。6)通过调节移相角θ控制二极管箝位的全桥LLC变换器的输出电压。所述移相角θ大于等于0度，小于等于90度。所述全桥LLC变换器的工作频率和所述谐振网络的谐振频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法，所述用于二极管箝位的全桥LLC变换器包含依次相连的输入源、逆变网络、谐振网络、变压器、整流滤波网络和负载；所述输入源包含输入电压、第一电容和第二电容；所述逆变网络包含第一至第八开关管、以及第一至第四二极管；所述第一电容的一端分别和所述输入电压的正极、第一开关管的漏极、第五开关管的漏极相连，另一端分别和所述第二电容的一端、第一二极管的阳极、第二二极管的阴极、第三二极管的阳极、第四二极管的阴极相连；所述第二电容的另一端分别和所述输入电压的负极、第四开关管的源极、第八开关管的源极相连；所述第一开关管的源极分别和所述第一二极管的阴极、第二开关管的漏极相连；所述第二开关管的源极分别和所述第三开关管的漏极、谐振网络相连；所述第三开关管的源极分别和所述第二二极管的阳极、第四开关管的漏极相连；所述第五开关管的源极分别和所述第三二极管的阴极、第六开关管的漏极相连；所述第六开关管的源极分别和所述第七开关管的漏极、谐振网络相连；所述第七开关管的源极分别和所述第四二极管的阳极、第八开关管的漏极相连；其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤1)，将第一至第八开关管的驱动脉冲设置为方波；步骤2)，设置第一开关管的驱动脉冲和第三开关管的驱动脉冲互补，第二开关管的驱动脉冲和第四开关管的驱动脉冲互补，第五开关管的驱动脉冲和第七开关管的驱动脉冲互补，第六开关管的驱动脉冲和第八开关管的驱动脉冲互补；步骤3)，设置第一电容和第二电容交替供电，且分别供电一个谐振周期；步骤4)，第一电容供电时：设置第二开关管的驱动脉冲的占空比为100％，第八开关管的驱动脉冲的占空比为0％；设置第一开关管的驱动脉冲滞后第二开关管的驱动脉冲移相角θ，第一开关管的驱动脉冲和第五开关管的驱动脉冲的占空比均为m，θ+m·π＝π/2；步骤5)，第二电容供电时：设置第一开关管的驱动脉冲的占空比为0％，第二开关管的驱动脉冲的占空比为50％，第七开关管的驱动脉冲的占空比为100％，第八开关管的驱动脉冲的占空比为50％；设置第八开关管的驱动脉冲滞后第七开关管的驱动脉冲移相角θ；步骤6)，通过调节移相角θ控制二极管箝位的全桥LLC变换器的输出电压。...

【技术特征摘要】
1.一种用于二极管箝位的全桥LLC变换器的控制方法，所述用于二极管箝位的全桥LLC变换器包含依次相连的输入源、逆变网络、谐振网络、变压器、整流滤波网络和负载；所述输入源包含输入电压、第一电容和第二电容；所述逆变网络包含第一至第八开关管、以及第一至第四二极管；所述第一电容的一端分别和所述输入电压的正极、第一开关管的漏极、第五开关管的漏极相连，另一端分别和所述第二电容的一端、第一二极管的阳极、第二二极管的阴极、第三二极管的阳极、第四二极管的阴极相连；所述第二电容的另一端分别和所述输入电压的负极、第四开关管的源极、第八开关管的源极相连；所述第一开关管的源极分别和所述第一二极管的阴极、第二开关管的漏极相连；所述第二开关管的源极分别和所述第三开关管的漏极、谐振网络相连；所述第三开关管的源极分别和所述第二二极管的阳极、第四开关管的漏极相连；所述第五开关管的源极分别和所述第三二极管的阴极、第六开关管的漏极相连；所述第六开关管的源极分别和所述第七开关管的漏极、谐振网络相连；所述第七开关管的源极分别和所述第四二极管的阳极、第八开关管的漏极相连；其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤1)，将第一至第八开关管的驱动脉冲设置为方波；步骤2)，设置第一开关管的驱动脉冲和第三开关管的驱动脉冲互补，第二开关管的驱动脉冲和第四开关管的驱动脉冲互补，第五开关管的驱动脉冲和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱爱云，马运东，刘自森，贺治飞，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32