【技术实现步骤摘要】
本申请涉及谐振变换电路，具体涉及一种谐振变换电路的频率确定方法和控制方法、储能装置。
技术介绍
1、谐振变换电路由于其结构简单，无源器件少，可实现软开关等优势，广泛应用于储能电源、服务器电源、车载电源等领域。但是，在一些需要谐振变换电路反向运行的场景，现有的谐振变换电路控制方案存在着电路输出电压范围窄，效率低的不足，导致电路应用受限。
技术实现思路
1、鉴于此，本申请提供一种谐振变换电路的频率确定方法和控制方法、储能装置，以解决现有技术中谐振变换电路反向输出能力较差，无法升压，效率较低的问题。
2、本申请第一方面提供一种谐振变换电路的频率确定方法。谐振变换电路包括变压器、高压侧桥式电路、谐振网络和低压侧桥式电路，高压侧桥式电路通过谐振网络连接变压器的原边，低压侧桥式电路连接变压器的副边，其中高压侧桥式电路和低压侧桥式电路均包括硅功率管。频率确定方法包括：控制谐振变换电路以设定的工况参数反向运行，得到谐振变换电路在多种工况下的开关频率范围和反向增益曲线；其中，谐振变换电路在反向运行时的能量从低压侧桥式电路流向高压侧桥式电路，反向增益曲线用于指示谐振变换电路的反向增益跟随着开关频率单调递增；计算谐振变换电路在多种工况下的开关频率范围内对应的效率；根据多种工况下的反向增益曲线和效率确定谐振变换电路的目标工作频率范围，目标工作频率范围对应的反向增益大于1且效率高于预设效率阈值。
3、在一种实施例中，目标工作频率范围包括谐振频率、小于谐振频率的开关频率、大于谐振频率的
4、在一种实施例中，工况参数包括归一化频率，品质因数，谐振网络的谐振电感值、谐振电容值、励磁电感值和谐振频率，其中，多种工况下的谐振频率相同。
5、在一种实施例中，控制谐振变换电路以设定的工况参数反向运行，得到谐振变换电路在多种工况下的开关频率范围和反向增益曲线，包括：控制谐振变换电路以最常用工况下的工况参数反向运行，得到谐振变换电路在最常用工况下的开关频率范围和反向增益曲线；调整最常用工况下的工况参数；在每次调整完工况参数后，控制谐振变换电路以调整后的工况参数反向运行，得到谐振变换电路在其他工况下的开关频率范围和反向增益曲线。
6、本申请第二方面提供一种谐振变换电路的控制方法。谐振变换电路包括变压器、高压侧桥式电路、谐振网络和低压侧桥式电路，高压侧桥式电路通过谐振网络连接变压器的原边，低压侧桥式电路连接变压器的副边，其中高压侧桥式电路和低压侧桥式电路均包括硅功率管。控制方法包括：设定谐振变换电路在多种工况下的工况参数；控制谐振变换电路以各工况下的工况参数反向运行，得到谐振变换电路在各工况下的开关频率范围和反向增益曲线；其中，谐振变换电路在反向运行时的能量从低压侧桥式电路流向高压侧桥式电路，反向增益曲线用于指示谐振变换电路的反向增益跟随着开关频率单调递增；计算谐振变换电路在各工况下的开关频率范围内对应的效率；根据多种工况下的反向增益曲线和效率确定谐振变换电路的目标工作频率范围，目标工作频率范围对应的反向增益大于1且效率高于预设效率阈值；根据目标工作频率范围控制谐振变换电路反向运行。
7、在一种实施例中，根据目标工作频率范围控制谐振变换电路反向运行，包括：根据目标工作频率范围产生控制信号，控制信号用于控制谐振变换电路中的硅功率管进行高频通断切换，以使得能量从低压侧桥式电路流向高压侧桥式电路；控制信号的频率处于目标工作频率范围内。
8、在一种实施例中，在根据目标工作频率范围控制谐振变换电路反向运行的过程中，谐振变换电路的工作状态包括谐振状态、欠谐振状态和过谐振状态中的至少一个。
9、本申请第三方面提供一种功率变换装置。功率变换装置包括谐振变换电路和控制器。控制器可用于通过前述第二方面或第二方面的任意一个实施例所述的谐振变换电路的控制方法来控制谐振变换电路。
10、本申请第四方面提供一种储能装置。储能装置包括谐振变换电路、电池包和控制器，谐振变换电路包括变压器、高压侧桥式电路、谐振网络和低压侧桥式电路，高压侧桥式电路通过谐振网络连接变压器的原边，低压侧桥式电路的一端连接变压器的副边，低压侧桥式电路的另一端连接电池包；其中高压侧桥式电路和低压侧桥式电路均包括硅功率管；控制器连接谐振变换电路，控制器用于：根据目标工作频率范围控制谐振变换电路反向运行，目标工作频率范围对应的谐振变换电路的反向增益大于1且效率高于预设效率阈值。
11、在一种实施例中，高压侧桥式电路包括并联的第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂和第二桥臂均包括串联的两个硅功率管；低压侧桥式电路包括并联的第三桥臂和第四桥臂，第三桥臂和第四桥臂均包括串联的两个硅功率管；谐振网络包括谐振电容、谐振电感和励磁电感，谐振电容和谐振电感串联后连接于第一桥臂的中点和变压器的原边的一个接线端之间，第二桥臂的中点连接至变压器的原边的另一个接线端，励磁电感并联在变压器的原边，第三桥臂的中点和第四桥臂的中点连接至变压器的副边。
12、在一种实施例中，同一桥臂中的两个硅功率管交替导通。
13、在一种实施例中，硅功率管包括硅mosfet。
14、与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：
15、本申请基于硅功率管的结电容可以提高增益，同时提高效率的分析结论，提出了本申请谐振变换电路的频率确定方法和控制方法，能够实现为谐振变换电路确定出更合理、准确的目标工作频率范围，进而可以更好地控制谐振变换电路的反向运行过程，从而可以增大谐振变换电路反向运行时的工作频率范围和增大谐振变换电路的反向增益。
16、相比于在现有的控制方案下谐振变换电路只能工作在过谐振区域，本申请频率确定方法和控制方法可以避免谐振变换电路的工作频率范围受限而导致电路无法接近或工作于谐振频率，因此，本申请方法可使谐振变换电路更易接近或工作于谐振频率，从而有利于提升效率。
17、相比于在现有的控制方案下谐振变换电路增益曲线为非单调增益曲线，使得电路控制会受限，本申请频率确定方法和控制方法可将非单调增益曲线校正为单调增益曲线，消除了对电路控制的限制，因此可以降低控制难度。
18、相比于在现有的控制方案下谐振变换电路只能反向降压，本申请频率确定方法和控制方法可实现谐振变换电路的反向升压，从而增大输出电压范围和提高能量传输效率，进而有利于拓宽谐振变换电路的工作范围和应用范围。
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1.一种谐振变换电路的频率确定方法，其特征在于，所述谐振变换电路包括变压器、高压侧桥式电路、谐振网络和低压侧桥式电路，所述高压侧桥式电路通过所述谐振网络连接所述变压器的原边，所述低压侧桥式电路连接所述变压器的副边，其中所述高压侧桥式电路和所述低压侧桥式电路均包括硅功率管；所述频率确定方法包括：
2.如权利要求1所述的频率确定方法，其特征在于，所述目标工作频率范围包括谐振频率、小于所述谐振频率的开关频率、大于所述谐振频率的开关频率中的至少一种。
3.如权利要求1所述的频率确定方法，其特征在于，所述工况参数包括归一化频率，品质因数，所述谐振网络的谐振电感值、谐振电容值、励磁电感值和谐振频率，其中，多种工况下的所述谐振频率相同。
4.如权利要求1所述的频率确定方法，其特征在于，所述控制所述谐振变换电路以设定的工况参数反向运行，得到所述谐振变换电路在多种工况下的开关频率范围和反向增益曲线，包括：
5.一种谐振变换电路的控制方法，其特征在于，所述谐振变换电路包括变压器、高压侧桥式电路、谐振网络和低压侧桥式电路，所述高压侧桥式电路通过所述谐振网
6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标工作频率范围控制谐振变换电路反向运行，包括：
7.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在根据所述目标工作频率范围控制谐振变换电路反向运行的过程中，所述谐振变换电路的工作状态包括谐振状态、欠谐振状态和过谐振状态中的至少一个。
8.一种储能装置，其特征在于，所述储能装置包括谐振变换电路、电池包和控制器，所述谐振变换电路包括变压器、高压侧桥式电路、谐振网络和低压侧桥式电路，所述高压侧桥式电路通过所述谐振网络连接所述变压器的原边，所述低压侧桥式电路的一端连接所述变压器的副边，所述低压侧桥式电路的另一端连接所述电池包；其中所述高压侧桥式电路和所述低压侧桥式电路均包括硅功率管；所述控制器连接所述谐振变换电路，所述控制器用于：
9.如权利要求8所述的储能装置，其特征在于，所述高压侧桥式电路包括并联的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂和所述第二桥臂均包括串联的两个所述硅功率管；所述低压侧桥式电路包括并联的第三桥臂和第四桥臂，所述第三桥臂和所述第四桥臂均包括串联的两个所述硅功率管；
10.如权利要求9所述的储能装置，其特征在于，同一桥臂中的两个所述硅功率管交替导通。
11.如权利要求8所述的储能装置，其特征在于，所述硅功率管包括硅MOSFET。
...【技术特征摘要】
1.一种谐振变换电路的频率确定方法，其特征在于，所述谐振变换电路包括变压器、高压侧桥式电路、谐振网络和低压侧桥式电路，所述高压侧桥式电路通过所述谐振网络连接所述变压器的原边，所述低压侧桥式电路连接所述变压器的副边，其中所述高压侧桥式电路和所述低压侧桥式电路均包括硅功率管；所述频率确定方法包括：
2.如权利要求1所述的频率确定方法，其特征在于，所述目标工作频率范围包括谐振频率、小于所述谐振频率的开关频率、大于所述谐振频率的开关频率中的至少一种。
3.如权利要求1所述的频率确定方法，其特征在于，所述工况参数包括归一化频率，品质因数，所述谐振网络的谐振电感值、谐振电容值、励磁电感值和谐振频率，其中，多种工况下的所述谐振频率相同。
4.如权利要求1所述的频率确定方法，其特征在于，所述控制所述谐振变换电路以设定的工况参数反向运行，得到所述谐振变换电路在多种工况下的开关频率范围和反向增益曲线，包括：
5.一种谐振变换电路的控制方法，其特征在于，所述谐振变换电路包括变压器、高压侧桥式电路、谐振网络和低压侧桥式电路，所述高压侧桥式电路通过所述谐振网络连接所述变压器的原边，所述低压侧桥式电路连接所述变压器的副边，其中所述高压侧桥式电路和所述低压侧桥式电路均包括硅功率管；所述控制方法包括：
6.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：井嘉晨，姚友素，程昱，
申请(专利权)人：浙江艾罗网络能源技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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