一种电压变比调整方法及相关组件技术

本发明专利技术公开了一种电压变比调整方法及相关组件，涉及电压转换领域。在每个半桥子模块的控制周期的前半周期和后半周期，半桥子模块的投入数量控制为N个，在接收到第一桥臂与第二桥臂的电压调制比的更改指令时，更改下一个控制周期M的数值，改变电压调制比进而改变变换器的电压变比，半桥子模块的投入数量始终保持不变，在实现变换器高耐压、宽范围的电压变比的基础上，由于半桥子模块的投入数量不改变，所以投入的半桥子模块的总电压维持不变，投入的半桥子模块的电压之和与输入电源之间不会产生瞬时电压差，即使桥臂中没有连接桥臂电感，也不会使得桥臂中出现瞬时电流过冲，提高了安全性。高了安全性。高了安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种电压变比调整方法及相关组件


[0001]本专利技术涉及电压转换领域，特别是涉及一种电压变比调整方法及相关组件。

技术介绍

[0002]通过变换器进行电压变换时，需要使用功率器件承载输入电压与输出电压，当输入电压或者输出电压超过单个功率器件的耐压时，现有技术中通常采用功率器件串联技术，功率器件串联技术将多个功率器件进行串联以实现更高的耐压，但该方式难以实现宽范围的电压变比调整。
[0003]若实现变换器高耐压且宽范围的电压变比，现有技术通常采用ISOP(Input Series Output Parallel，输入串联输出并联)结构的电路，该种变换器的功率单元常采用LLC(L
‑
L
‑
Capacitor，一种谐振型变换器)或DAB(Dual Active Bridge，双有源桥变换器)电路实现，而这两种电路的宽范围调压能力的实现需要以整体工作效率的下降为代价。
[0004]目前，存在实现变换器高耐压、宽范围的电压变比且不会影响整体工作效率的方法，该方法中用作调整电压变比的模块化多电平电路包括上、下两个桥臂，桥臂由N个相同的半桥子模块构成，模块化多电平电路后接变压器，前端；连接输入电源。本方法通过改变投入的半桥子模块的个数以改变模块化多电平电路的电压调制比，进而改变总的电压变比，具体方式为改变上、下两个桥臂投入的半桥子模块的总个数而改变电压调制比。然而此方法仅适用于桥臂中连接桥臂电感的拓扑，因为改变投入的半桥子模块的总个数时会使得投入桥臂中的半桥子模块的电压之和与输入电源之间产生瞬时电压差，如果桥臂中没有连接桥臂电感，会使得桥臂中出现瞬时电流过冲，对电路造成损坏。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种电压变比调整方法及相关组件，不会使得桥臂中出现瞬时电流过冲，提高了安全性。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电压变比调整方法，应用于变换器中的处理器，所述变换器还包括第一桥臂、第二桥臂、谐振腔、第一输入电容及第二输入电容，所述第一桥臂的第一端与所述第一输入电容的第一端连接，第二端分别与所述谐振腔的输入端的一极和所述第二桥臂的第一端连接，所述第二桥臂的第二端与所述第二输入电容的第一端连接，且连接端接地，所述第二输入电容的第二端分别与所述第一输入电容的第二端和所述谐振腔的输入端的另一极连接，输入电源分别与所述第一输入电容的第一端与第二输入电容的第一端连接，所述第一桥臂与第二桥臂均包括N个依次串联的半桥子模块，N为正整数，所述处理器分别与N个所述半桥子模块连接；
[0007]所述电压变比调整方法，包括：
[0008]在每个半桥子模块的控制周期的前半周期，控制所述第一桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第二桥臂的N
‑
M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
[0009]在每个半桥子模块的控制周期的后半周期，控制所述第二桥臂的M个半桥子模块
投入，控制所述第一桥臂的N
‑
M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
[0010]在接收到所述第一桥臂与所述第二桥臂的电压调制比的更改指令时，更改下一个所述控制周期的M的数值，以改变所述电压调制比进而改变所述变换器的电压变比。
[0011]优选的，还包括：接收到所述谐振腔的电压变比调整指令时，改变所述半桥子模块的控制频率以改变所述谐振腔的频率。
[0012]优选的，改变所述半桥子模块的控制频率以改变所述谐振腔的频率之后，还包括：
[0013]在所述谐振腔的频率改变至第一预设频率时，控制所述M的值改变预设值；
[0014]在所述M的值改变时，控制所述谐振腔的频率改变为与改变之后的所述M的值对应的第二预设频率以使所述变换器的电压变比在所述M的值改变时维持恒定。
[0015]优选的，在所述谐振腔的频率改变至第一预设频率时，控制所述M的值改变预设值，包括：
[0016]判定所述谐振腔的频率增加至第一预设频率时，控制所述M的值增加所述预设值；
[0017]判定所述谐振腔的频率减少至第一预设频率时，控制所述M的值减少所述预设值。
[0018]优选的，所述半桥子模块包括第一开关、第二开关及子模块电容，所述第一开关的第一端与所述子模块电容的一端连接，所述子模块电容的另一端与所述第二开关的第一端连接且连接的公共端作为该所述半桥子模块的一个串联的连接端，所述第一开关的第二端与所述第二开关的第二端连接且连接的公共端作为该所述半桥子模块的另一个串联的连接端；
[0019]控制所述第一桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第二桥臂的N
‑
M个半桥子模块投入，包括：
[0020]控制所述第一桥臂的M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第一桥臂的M个半桥子模块的第二开关断开，控制所述第二桥臂的N
‑
M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第二桥臂的N
‑
M个半桥子模块的第二开关断开；
[0021]控制所述第二桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第一桥臂的N
‑
M个半桥子模块投入，包括：
[0022]控制所述第二桥臂的M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第二桥臂的M个半桥子模块的第二开关断开，控制所述第一桥臂的N
‑
M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第一桥臂的N
‑
M个半桥子模块的第二开关断开。
[0023]优选的，所述半桥子模块还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阴极分别与所述第一开关的第一端和所述子模块电容的一端连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第一开关的第二端、所述第二开关的第二端及所述第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极分别与所述第二开关的第一端和所述子模块电容的另一端连接。
[0024]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种电压变比调整系统，应用于变换器中的处理器，包括：
[0025]第一控制单元，用于在每个半桥子模块的控制周期的前半周期，控制所述第一桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第二桥臂的N
‑
M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
[0026]第二控制单元，用于在每个半桥子模块的控制周期的后半周期，控制所述第二桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第一桥臂的N
‑
M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/
2；
[0027]数值更改单元，用于在接收到所述第一桥臂与所述第二桥臂的电压调制比的更改指令时，更改下一个所述控制周期的M的数值，以改变所述电压调制比进而改变所述变换器的电压变比。
[0028]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述电压变比调整方法的步骤。
[0029]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种电压变比调整装置，包括：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压变比调整方法，其特征在于，应用于变换器中的处理器，所述变换器还包括第一桥臂、第二桥臂、谐振腔、第一输入电容及第二输入电容，所述第一桥臂的第一端与所述第一输入电容的第一端连接，第二端分别与所述谐振腔的输入端的一极和所述第二桥臂的第一端连接，所述第二桥臂的第二端与所述第二输入电容的第一端连接，且连接端接地，所述第二输入电容的第二端分别与所述第一输入电容的第二端和所述谐振腔的输入端的另一极连接，输入电源分别与所述第一输入电容的第一端与第二输入电容的第一端连接，所述第一桥臂与第二桥臂均包括N个依次串联的半桥子模块，N为正整数，所述处理器分别与N个所述半桥子模块连接；所述电压变比调整方法，包括：在每个半桥子模块的控制周期的前半周期，控制所述第一桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第二桥臂的N
‑
M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；在每个半桥子模块的控制周期的后半周期，控制所述第二桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第一桥臂的N
‑
M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；在接收到所述第一桥臂与所述第二桥臂的电压调制比的更改指令时，更改下一个所述控制周期的M的数值，以改变所述电压调制比进而改变所述变换器的电压变比。2.如权利要求1所述的电压变比调整方法，其特征在于，还包括：接收到所述谐振腔的电压变比调整指令时，改变所述半桥子模块的控制频率以改变所述谐振腔的频率。3.如权利要求2所述的电压变比调整方法，其特征在于，改变所述半桥子模块的控制频率以改变所述谐振腔的频率之后，还包括：在所述谐振腔的频率改变至第一预设频率时，控制所述M的值改变预设值；在所述M的值改变时，控制所述谐振腔的频率改变为与改变之后的所述M的值对应的第二预设频率以使所述变换器的电压变比在所述M的值改变时维持恒定。4.如权利要求3所述的电压变比调整方法，其特征在于，在所述谐振腔的频率改变至第一预设频率时，控制所述M的值改变预设值，包括：判定所述谐振腔的频率增加至第一预设频率时，控制所述M的值增加所述预设值；判定所述谐振腔的频率减少至第一预设频率时，控制所述M的值减少所述预设值。5.如权利要求1至4任一项所述的电压变比调整方法，其特征在于，所述半桥子模块包括第一开关、第二开关及子模块电容，所述第一开关的第一端与所述子模块电容的一端连接，所述子模块电容的另一端与所述第二开关的第一端连接且连接的公共端作为该所述半桥子模块的一个串联的连接端，所述第一开关的第二端与所述第二开关的第二端连接且连接的公共端作为该所述半桥子模块的另一个串联的连接端；控制所述第一桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第二桥臂的N
‑
M个半桥子模块投入，包括：控制所述第一桥臂的M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第一桥臂的M个半桥子模块的第二开关断开，...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔文韬，邵帅，张军明，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：