System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种隔离型谐振变换器及其控制方法技术_技高网

一种隔离型谐振变换器及其控制方法技术

技术编号:44392727 阅读:7 留言:0更新日期:2025-02-25 10:07
本发明专利技术公开了一种隔离型谐振变换器及其控制方法,属于电能变换技术领域,包括,比较原边电流i<subgt;1</subgt;与电流参考值i<subgt;ref</subgt;,经过PI调节再与电流参考值i<subgt;ref</subgt;相加后得到目标电流值i<subgt;t</subgt;;比较外移相角α与外移相角参考值α<subgt;ref</subgt;,经过PI调节后加上前馈频率f<subgt;d</subgt;得到开关频率f<subgt;s</subgt;;计算谐振腔原边的无功电流I<subgt;rq</subgt;和有功电流I<subgt;rp</subgt;,再根据目标电流值i<subgt;t</subgt;和开关频率f<subgt;s</subgt;计算出电压相位差φ和内移相角θ,根据电压相位差φ、内移相角θ、外移相角α以及开关频率f<subgt;s</subgt;驱动隔离型谐振变换器的开关。本发明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。

【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(内移相和外移结合)和变频调制的混合控制。

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。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

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。

...

【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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【专利技术属性】
技术研发人员:胡海兵陆道荣
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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