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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电能变换,且特别是有关于一种隔离型谐振变换器及其控制方法。
技术介绍
1、储能系统是交直流微网、电动汽车和不间断电源等应用场合中不可或缺的一部分,双向隔离型dc/dc变换器或双向隔离型ac/dc变换器是储能系统接口的关键装置。相比于非谐振型变换器,谐振型变换器具有如下优点:谐振电容具有阻隔直流偏置的作用,避免变压器磁芯发生饱和;由于谐振网络的电流为准正弦波,谐振型变换器具有更低的关断电流,能够降低关断损耗。
2、谐振型变换器常用的一种控制策略是单移相调制策略,对于双向隔离型dc/dc变换器而言,单移相调制策略在左侧与右侧直流电压不匹配时,会产生很大的无功环流,且等效直流电压低的一侧会容易失去零电压开通,极大地降低了变换器的效率。
3、另一种控制策略是单移相和变频结合的调制策略,通过改变频率增大移相角,使得等效直流电压低的一侧实现零电压开通,然而,当左侧和右侧直流电压极度不匹配时,开关频率需要增加很大才能实现零电压开通,而硬件电路限制了最大开关频率,因此,造成变换器无法实现全功率和电压范围内的零电压开通,此外,仅依赖于提高开关频率实现零电压开通,会增加关断损耗。
4、还有一种控制策略是单移相调制的基础上,在等效电压高的一侧引入内移相,然而,当左侧和右侧直流电压不匹配度较大时,内移相角增加,会造成自身开关管失去零电压开通,影响变换器效率。
技术实现思路
1、为解决上述问题,本专利技术提供一种隔离型谐振变换器及其控制方法,采用拓展移相(内
2、为达到上述目的,本专利技术技术方案是:
3、一种隔离型谐振变换器的控制方法,包括,
4、步骤s1,比较原边电流i1与电流参考值iref,经过pi调节再与电流参考值iref相加后得到目标电流值it;
5、步骤s2,比较外移相角α与外移相角参考值αref,经过pi调节后加上前馈频率fd得到开关频率fs;在初始状态下,外移相角α为0,外移相角参考值αref为0,pi调节的输出为0,开关频率fs等于前馈频率fd;
6、步骤s3,计算谐振腔原边的无功电流irq和有功电流irp,再根据目标电流值it和开关频率fs计算出电压相位差和内移相角θ,根据电压相位差内移相角θ、外移相角α以及开关频率fs驱动隔离型谐振变换器的开关,其中,电压相位差是谐振腔的输入电压vp和原边绕组两端电压vsn的基波电压相位差;α是谐振腔的输入电压vp和原边绕组两端电压vsn之间的外移相角;θ是原边绕组两端电压vsn的内移相角,fs为开关频率,ts为开关周期。
7、本专利技术一具体实施例中,外移相角α的表达式如下:
8、
9、外移相角参考值αref的表达式如下:
10、
11、其中,n为隔离型谐振变换器的变压器的匝数比,cossl为副边桥中开关的漏源极结电容,tdl为副边桥中桥臂的上下开关间的死区时间,v2为隔离型谐振变换器的输出电压。
12、若隔离型谐振变换器的原边桥为半桥结构,有功电流irp的表达式如下:
13、irp=it·π;
14、若隔离型谐振变换器为dc/dc谐振变换器,无功电流irq的表达式如下:
15、
16、若隔离型谐振变换器为ac/dc谐振变换器,无功电流irq的表达式如下:
17、
18、其中,cossh为原边桥中开关的漏源极结电容,tdh为原边桥中桥臂的上下开关间的死区时间,v1为隔离型谐振变换器的输入电压。
19、电压相位差和内移相角θ的计算公式如下:
20、
21、
22、其中,cr为谐振腔的电容,lr为谐振腔的电感。
23、前馈频率fd的表达式如下:
24、
25、若隔离型谐振变换器为dc/dc谐振变换器,参数x的表达式如下:
26、
27、若隔离型谐振变换器为ac/dc谐振变换器,参数x的表达式如下:
28、
29、本专利技术一具体实施例中,若隔离型谐振变换器的原边桥为全桥结构,有功电流irp的表达式如下:
30、
31、若隔离型谐振变换器为dc/dc谐振变换器,无功电流irq的表达式如下:
32、
33、若隔离型谐振变换器为ac/dc谐振变换器,无功电流irq的表达式如下:
34、
35、其中,cossh为原边桥中开关的漏源极结电容,tdh为原边桥中桥臂的上下开关间的死区时间,v1为隔离型谐振变换器的输入电压。
36、电压相位差和内移相角θ的计算公式如下:
37、
38、
39、其中,cr为谐振腔的电容,lr为谐振腔的电感。
40、前馈频率fd的表达式如下:
41、
42、若隔离型谐振变换器为dc/dc谐振变换器,参数x的表达式如下:
43、
44、若隔离型谐振变换器为ac/dc谐振变换器,参数x的表达式如下:
45、
46、本专利技术还提供一种隔离型谐振变换器,应用上述一种隔离型谐振变换器的控制方法,包括谐振腔,所述谐振腔包括电感与电容,所述电感与所述电容串联。
47、有益效果,本专利技术一种隔离型谐振变换器及其控制方法,能够实现传输功率的精确控制和所有开关的零电压开通,显著提高变换器的效率。
48、为让专利技术的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图式作详细说明如下。
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1.一种隔离型谐振变换器的控制方法,其特征在于,包括,
2.如权利要求1所述一种隔离型谐振变换器的控制方法,其特征在于,外移相角α的表达式如下:
3.如权利要求2所述一种隔离型谐振变换器的控制方法,其特征在于,若隔离型谐振变换器的原边桥为半桥结构,有功电流Irp的表达式如下:
4.如权利要求3所述一种隔离型谐振变换器的控制方法,其特征在于,电压相位差和内移相角θ的计算公式如下:
5.如权利要求4所述一种隔离型谐振变换器的控制方法,其特征在于,前馈频率fd的表达式如下:
6.如权利要求2所述一种隔离型谐振变换器的控制方法,其特征在于,若隔离型谐振变换器的原边桥为全桥结构,有功电流Irp的表达式如下:
7.如权利要求6所述一种隔离型谐振变换器的控制方法,其特征在于,电压相位差和内移相角θ的计算公式如下:
8.如权利要求7所述一种隔离型谐振变换器的控制方法,其特征在于,前馈频率fd的表达式如下:
9.一种隔离型谐振变换器,其特征在于,应用如权利要求1-8任一项所述一种隔离型谐振变换器的控制方
...【技术特征摘要】
1.一种隔离型谐振变换器的控制方法,其特征在于,包括,
2.如权利要求1所述一种隔离型谐振变换器的控制方法,其特征在于,外移相角α的表达式如下:
3.如权利要求2所述一种隔离型谐振变换器的控制方法,其特征在于,若隔离型谐振变换器的原边桥为半桥结构,有功电流irp的表达式如下:
4.如权利要求3所述一种隔离型谐振变换器的控制方法,其特征在于,电压相位差和内移相角θ的计算公式如下:
5.如权利要求4所述一种隔离型谐振变换器的控制方法,其特征在于,前馈频率fd的表达式如下:
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