【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子电力变换领域，具体涉及一种谐振dc/dc变换器抑制浪涌电流的恒频恒压软启动控制方法。
技术介绍
1、随着可再生能源和电动汽车的广泛普及以及可持续发展计划理念的传播，电力电子变换器应用广泛，其中cllc谐振变换器作为dc/dc变换器的典型代表，其具有高功率密度、软开关和双向输电特性，故而广泛应用于分布式电网、电动汽车、能源储存系统等领域。
2、cllc谐振变换器在启动过程中由于滤波电容具有较大的充电电流、变换器谐振腔输入阻抗较小等因素，会产生很大的冲击电流，误触发短路保护电路，甚至损坏谐振电容和开关管。因此抑制启动过程中的电流冲击具有非常重要的现实意义。
3、目前针对cllc谐振变换器软启动的研究方法主要是变占空比和变频控制方法。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提出了一种cllc谐振变换器恒压恒频软启动方法，能够实现dc/dc变换器在最快启动速度下同时抑制浪涌电流，并且简化控制逻辑。本专利技术首先对变换器的工作模态进行了分析并求解其状态方程，其次根据非线性器件的电压和电流最大工作条件设置约束条件，最后以启动速度最快为优化目标，得到软启动的最优控制参数占空比。
2、为了实现上述的目的，本专利技术采用如下技术方案。
3、cllc谐振变换器拓扑结构如图1所示。大致由前级的逆变全桥、谐振网络和后级的整流全桥三部分组成。
4、cllc谐振变换器。它两侧分别为前级的逆变全桥(s1～s4)和后级的整流全桥(s5
5、一种cllc谐振型dc/dc变换器恒频恒压软启动方法，包括以下步骤：
6、(1)建立谐振变换器的数学模型，分析其运行模态，解析cllc变换器的特性，画出运行模式下的等效电路，导出不同模态下变换器的时域表达式。
7、(2)建立边界条件公式，利用边界条件求解未知量,更加完整的描述cllc变换器的稳定态。
8、(3)根据给出的公式条件，考虑最坏的情况下启动时，m设置为0(m为电压增益)，结合边界条件公式可以计算得出一次侧电流ip、二次侧电流is、一次侧谐振电容电压ucr1、二次侧谐振电容电压ucr2，再推导出输出电流平均值io，以此来衡量启动速度。
9、(4)结合简化后的边界条件判据，计算出d的合理范围，根据边界条件我们可以得到一次侧电流ip、二次侧电流is、一次侧谐振电容电压ucr1、二次侧谐振电容电压ucr2随着占空比的变化规律，权衡得出d的最优解。
10、步骤(1)的具体实现过程如下，双向cllc变换器变换器模态设定为四种模态，等效电路图如附图2所示，分别为p模态、p0模态、z0模态和z模态：
11、在p模态下单位时域表达式为：
12、
13、在p0模态下的单位时域表达式为：
14、
15、在z0模态下的单位时域表达式为：
16、
17、在z模态下的单位时域表达式为：
18、
19、式中，m为电压增益，其余变量参数如下：
20、
21、步骤(2)的具体实现过程如下，建立边界条件方程组：
22、
23、式中，分别为p模态、p0模态、z0模态和z模态四个模态下的待定变量长度。
24、这四个模态一共为半个周期，因此我们将增加以下边界条件：
25、
26、根据步骤(1)和(2)给出的条件，我们易得步骤(3)计算输出电流平均值，以此公式来衡量启动速度。
27、
28、当z模态时，如果ucr1和ulm之和大于uin，则s1和s4的二极管将开启，而ip将变为负值，这与原本假设相矛盾。因此，可以推导出保证ip＝0的准则:
29、
30、当假设最坏情况下，增益m＝0时，我们可以简化判据为下：
31、
32、式中，uin为输入电压，ucr1和ucr2可通过运行模式分析求解。
33、本专利技术关键控制参数为占空比和开关频率。我们将开关频率控制在谐振频率上，想要实现从软启动到稳定状态的平滑过渡，因此占空比的优化是一个关键的问题所在。通过以上计算可得到一次侧电流ip、二次侧电流is、一次侧谐振电容电压ucr1、二次侧谐振电容电压ucr2分别和占空比的关系式，由此可以建立起衡量占空比的公式。
34、
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1.一种CLLC谐振型DC/DC变换器恒频恒压的软启动方法，其特征在于，所述方法如下：首先根据一个工作周期中的P模态、P0模态、Z模态、Z0模态四个工作模态的等效电路拓扑，分别建立关于一次侧电流ip、二次侧电流is、一次侧谐振电容电压ucr1、二次侧谐振电容电压ucr2的时域状态方程，再通过边界条件公式求出其中的未知数(P1、P2、P3、P4、P01、P02、P03、P04、Z01、Z02、Z1、Z2)，由此可以得到二次侧输出电流与占空比的关系式，最后考虑安全启动和尽量快速启动条件，通过四个器件工作条件和输出电流权衡占空比，保证得到的最优占空比能使得CLLC变换器抑制浪涌电流安全启动并且尽可能快速启动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种cllc谐振型dc/dc变换器恒频恒压的软启动方法，其特征在于，所述方法如下：首先根据一个工作周期中的p模态、p0模态、z模态、z0模态四个工作模态的等效电路拓扑，分别建立关于一次侧电流ip、二次侧电流is、一次侧谐振电容电压ucr1、二次侧谐振电容电压ucr2的时域状态方程，再通过边界条件公式求出其中的未知数(p1、p2、p3、p4、...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙波，余婷，齐鹏，
申请(专利权)人：电子科技大学广东电子信息工程研究院，
类型：发明
国别省市：
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