一种双向串联谐振型DC-DC变换器的PWM调制方法技术

本发明专利技术涉及一种双向串联谐振型DC

【技术实现步骤摘要】
一种双向串联谐振型DC
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DC变换器的PWM调制方法


[0001]本专利技术属于电力电子
，具体涉及一种应用于储能或光伏发电、直流变换、直流电源等行业中，基于双向串联谐振型DC
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DC变换器的PWM调制方法。

技术介绍

[0002]目前主流应用的隔离型双向变换器有双有源桥式（Dual active bridge，以下简称DAB）双向直流变换器以及谐振型双向直流变换器，用以实现升降压。
[0003]目前应用的DAB双向直流变换器是在全桥变换器发展而来。DAB双向直流变换器可以实现双向升降压，其调制方式有以下三种：（1）单移相，该控制算法简单，但是回流功率较大，整体效率较低；（2）双重移相，该控制算法比单移相复杂，回流功率比单移相有所改善；（3）三重移相，该控制算法复杂，回流功率较小，整体效率较高。由此可见，针对DAB双向直流变换器虽然已有出多种优化的移相调制算法，能量流动方向可以平滑切换，但仍存在回流功率、软开关（零电压开关和零电流开关，以下简称ZVS和ZCS）范围窄、关断损耗大等问题。
[0004]谐振型双向直流变换器，有LC、LLC、CLLC等类型，其最常用的调制方法是变频控制，通过改变开关频率来改变电压增益。变频调制方法下，谐振型变换器能够实现较宽的电压增益范围和全范围的软开关，以及较高传递效率。对于LC/LLC谐振类型，由于双向的电压增益特性不对称，不能实现双向升降压，正向升压，反向只能降压；对于CLLC谐振类型虽然对称性强，但硬件结构复杂，元器件数量多。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种针对谐振型直流变换器，能够使其实现双向升降压和能量流动方向平滑切换，但无功率回流问题、实施简单、整体损耗小的双向串联谐振型DC
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DC变换器的PWM调制方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种双向串联谐振型DC
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DC变换器的PWM调制方法，应用于双向串联谐振型DC
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DC变换器中，所述双向串联谐振型DC
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DC变换器包括原边桥式电路和副边桥式电路，所述原边桥式电路包括四个原边开关管，分别为第一原边上管、第一原边下管、第二原边上管和第二原边下管，所述第一原边上管和所述第一原边下管串联构成第一原边桥臂，所述第二原边上管和所述第二原边下管串联构成第二原边桥臂，所述副边桥式电路包括四个副边开关管，分别为第一副边上管、第一副边下管、第二副边上管和第二副边下管，所述第一副边上管和所述第一副边下管串联构成第一副边桥臂，所述第二副边上管和所述第二副边下管串联构成第二副边桥臂，所述双向串联谐振型DC
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DC变换器的PWM调制方法应用于由所述原边桥式电路向所述副边桥式电路正向升压传输功率模式、由所述原边桥式电路向所述副边桥式电路正向降压传输功率模式、由所述副边桥式电路向所述原边桥式电路反向降压传输功率模式、由所述副边桥式电路向所述原边桥式电路反向升压传输功率模式中；在由所述原边桥式电路向所述副边桥式电路正向升压传输功率模式中，控制各个
所述原边开关管的PWM驱动信号的占空比为0.5，控制所述第一副边下管的PWM驱动信号和所述第二副边下管的PWM驱动信号的占空比相等且大于0.5；在由所述原边桥式电路向所述副边桥式电路正向降压传输功率模式中，控制所述第一原边上管的PWM驱动信号的占空比和所述第二原边上管的PWM驱动信号的占空比相等且小于0.5，控制所述第一副边上管的PWM驱动信号的占空比和所述第二副边上管的PWM驱动信号的占空比为0，或者控制所述第一副边上管的PWM驱动信号的占空比和所述第二副边上管的PWM驱动信号的占空比相等且大于或等于所述第一原边上管的PWM驱动信号的占空比；在由所述副边桥式电路向所述原边桥式电路反向降压传输功率模式中，控制所述第一副边上管的PWM驱动信号的占空比和所述第二副边上管的PWM驱动信号的占空比相等且小于0.5，控制所述第一原边上管的PWM驱动信号的占空比和所述第二原边上管的PWM驱动信号的占空比为0，或者控制所述第一原边上管的PWM驱动信号的占空比和所述第二原边上管的PWM驱动信号的占空比相等且大于或等于所述第一副边上管的PWM驱动信号的占空比；在由所述副边桥式电路向所述原边桥式电路反向升压传输功率模式中，控制各个所述副边开关管的PWM驱动信号的占空比为0.5，控制所述第一原边下管的PWM驱动信号和所述第二原边下管的PWM驱动信号的占空比相等且大于0.5。
[0007]在由所述原边桥式电路向所述副边桥式电路正向升压传输功率模式中，所述第一原边上管的PWM驱动信号与所述第二原边下管的PWM驱动信号相同，所述第一原边下管的PWM驱动信号与所述第二原边上管的PWM驱动信号相同，所述第一原边上管的PWM驱动信号和所述第一原边下管的PWM驱动信号互补；所述第一副边下管的PWM驱动信号的上升沿与所述第一原边下管的PWM驱动信号的上升沿对齐，所述第二副边下管的PWM驱动信号的上升沿与所述第二原边下管的PWM驱动信号的上升沿对齐。
[0008]所述第一副边上管和所述第二副边上管关断，或者所述第一副边上管在所述第一副边下管关断时开通、在所述第一副边下管开通前关断，所述第二副边上管在所述第二副边下管关断时开通、在所述第二副边下管开通前关断。
[0009]在由所述原边桥式电路向所述副边桥式电路正向降压传输功率模式中，所述原边桥式电路工作于对管同步开关模式或对管不同步开关模式；所述原边桥式电路工作于对管同步开关模式时，所述第一原边上管的PWM驱动信号与所述第二原边下管的PWM驱动信号相同，所述第一原边下管的PWM驱动信号与所述第二原边上管的PWM驱动信号相同，所述第一原边上管的PWM驱动信号和所述第一原边下管的PWM驱动信号互补；所述原边桥式电路工作于对管不同步开关模式时，所述第一原边下管的PWM驱动信号与所述第二原边下管的PWM驱动信号互补，所述第一原边下管的PWM驱动信号的占空比和所述第二原边下管的PWM驱动信号的占空比为0.5，所述第一原边上管的PWM驱动信号的上升沿与所述第二原边下管的PWM驱动信号的上升沿对齐，所述第二原边上管的PWM驱动信号的上升沿与所述第一原边下管的PWM驱动信号的上升沿对齐。
[0010]所述第一副边下管的PWM驱动信号与所述第一原边下管的PWM驱动信号相同，所述第二副边下管的PWM驱动信号与所述第二原边下管的PWM驱动信号相同。
[0011]当所述第一副边上管的PWM驱动信号的占空比和所述第二副边上管的PWM驱动信号的占空比相等且大于或等于所述第一原边上管的PWM驱动信号的占空比时，所述第一副边上管的PWM驱动信号的上升沿与所述第一原边上管的PWM驱动信号的上升沿对齐，所述第二副边上管的PWM驱动信号的上升沿与所述第二原边上管的PWM驱动信号的上升沿对齐。
[0012]在由所述副边桥式电路向所述原边桥式电路反向降压传输功率模式中，所述副边桥式电路工作于对管同步开关模式或对管不同步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向串联谐振型DC
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DC变换器的PWM调制方法，应用于双向串联谐振型DC
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DC变换器中，所述双向串联谐振型DC
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DC变换器包括原边桥式电路和副边桥式电路，所述原边桥式电路包括四个原边开关管，分别为第一原边上管、第一原边下管、第二原边上管和第二原边下管，所述第一原边上管和所述第一原边下管串联构成第一原边桥臂，所述第二原边上管和所述第二原边下管串联构成第二原边桥臂，所述副边桥式电路包括四个副边开关管，分别为第一副边上管、第一副边下管、第二副边上管和第二副边下管，所述第一副边上管和所述第一副边下管串联构成第一副边桥臂，所述第二副边上管和所述第二副边下管串联构成第二副边桥臂，其特征在于：所述双向串联谐振型DC
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DC变换器的PWM调制方法应用于由所述原边桥式电路向所述副边桥式电路正向升压传输功率模式、由所述原边桥式电路向所述副边桥式电路正向降压传输功率模式、由所述副边桥式电路向所述原边桥式电路反向降压传输功率模式、由所述副边桥式电路向所述原边桥式电路反向升压传输功率模式中；在由所述原边桥式电路向所述副边桥式电路正向升压传输功率模式中，控制各个所述原边开关管的PWM驱动信号的占空比为0.5，控制所述第一副边下管的PWM驱动信号和所述第二副边下管的PWM驱动信号的占空比相等且大于0.5；在由所述原边桥式电路向所述副边桥式电路正向降压传输功率模式中，控制所述第一原边上管的PWM驱动信号的占空比和所述第二原边上管的PWM驱动信号的占空比相等且小于0.5，控制所述第一副边上管的PWM驱动信号的占空比和所述第二副边上管的PWM驱动信号的占空比为0，或者控制所述第一副边上管的PWM驱动信号的占空比和所述第二副边上管的PWM驱动信号的占空比相等且大于或等于所述第一原边上管的PWM驱动信号的占空比；在由所述副边桥式电路向所述原边桥式电路反向降压传输功率模式中，控制所述第一副边上管的PWM驱动信号的占空比和所述第二副边上管的PWM驱动信号的占空比相等且小于0.5，控制所述第一原边上管的PWM驱动信号的占空比和所述第二原边上管的PWM驱动信号的占空比为0，或者控制所述第一原边上管的PWM驱动信号的占空比和所述第二原边上管的PWM驱动信号的占空比相等且大于或等于所述第一副边上管的PWM驱动信号的占空比；在由所述副边桥式电路向所述原边桥式电路反向升压传输功率模式中，控制各个所述副边开关管的PWM驱动信号的占空比为0.5，控制所述第一原边下管的PWM驱动信号和所述第二原边下管的PWM驱动信号的占空比相等且大于0.5。2.根据权利要求1所述的一种双向串联谐振型DC
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DC变换器的PWM调制方法，其特征在于：在由所述原边桥式电路向所述副边桥式电路正向升压传输功率模式中，所述第一原边上管的PWM驱动信号与所述第二原边下管的PWM驱动信号相同，所述第一原边下管的PWM驱动信号与所述第二原边上管的PWM驱动信号相同，所述第一原边上管的PWM驱动信号和所述第一原边下管的PWM驱动信号互补；所述第一副边下管的PWM驱动信号的上升沿与所述第一原边下管的PWM驱动信号的上升沿对齐，所述第二副边下管的PWM驱动信号的上升沿与所述第二原边下管的PWM驱动信号的上升沿对齐。3.根据权利要求2所述的一种双向串联谐振型DC
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DC变换器的PWM调制方法，其特征在于：所述第一副边上管和所述第二副边上管关断，或者所述第一副边上管在所述第一副边下管关断时开通、在所述第一副边下管开通前关断，所述第二副边上管在所述第二副边下管关断时开通、在所述第二副边下管开通前关断。4.根据权利要求1所述的一种双向串联谐振型DC
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DC变换器的PWM调制方法，其特征在
于：在由所述原边桥式电路向所述副边桥式电路正向降压传输功率模式中，所述原边桥式电路工作于对管同步开关模式或对管不同步开关模式；所述原边桥式电路工作于对管同步开关模式时，所述第一原边上管的PWM驱动信号与所述第二原边下管的PWM驱动信号相同，所述第一原边下管的PWM驱动信号与所述第二原边上管的PWM驱动信号相同，所述第一原边上管的PWM驱动信号和所述第一原边下管的PWM驱动信号互补；所述原边桥式电路工作于对管不同步开关模式时，所述第一原边下管的PWM驱动信号与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜，朱海东，黄敏，方刚，向军，徐卫军，
申请(专利权)人：固德威技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：