一种DCDC双向变换器的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种DCDC双向变换器的控制方法，应用于DCDC双向变换器，根据第一电源的充电和放电需求，以及第一电源电压和第二电源电压的关系，对DCDC变换器进行不同时序的控制，实现双向变换，且全过程电感的电流连续，实现高压双向可升可降双变换。

【技术实现步骤摘要】
一种DCDC双向变换器的控制方法
本专利技术涉及电子
，特别是涉及一种DCDC双向变换器的控制方法。
技术介绍
直流-直流变换器，简称DC-DC变换器或DCDC变换器，是一种将直流基础电源转变为其他电压种类的直流变换装置，广泛应用于太阳能发电、不间断电源等领域。其工作原理是将直流电变换成另一种直流电压(升压或降压)。目前，DCDC变换器的应用越来越广泛。不同的DCDC变换器，经过简化变换，均可以等效为升压型Boost变换器或降压型Buck变换器。以降压型Buck变换器为例，通常在满输出负载时，DCDC变换器工作于CCM即连续电流模式。电感的平均电流即为输出的负载电流。当负载电流降低时，电感的平均电流也将降低；当负载电流降低时一定值，变换器进入临界电流模式。此时，若负载电流进一步的降低，电感的电流回到0后，开关周期还没有结束，由于二极管的反向阻断作用，电感的电流在0值处保持一段时间，然后开关周期结束，进入下一个开在周期，此时变换器为完全的非连续电流模式。传统的BOOST或BUCK控制在同种工作模式只能实现能量单向流动，故在小载模式下往往只能工作在非连续电流模式(DCM)下，此时由于电感电流的不连续，此时电流采样容易造成不准，进而不利于系统的数字化采样，从而导致控制环路带宽较低，容易造成系统的不稳定震荡现象，降低系统的可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种DCDC双向变换器的控制方法，用于实现直流电的转换，且DCDC双向变换器工作电流连续。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种DCDC双向变换器的控制方法，所述DCDC双向变换器包括4组桥臂，和与每组所述桥臂连接的电容，每组所述桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接，并作为所述桥臂的公共端，所述第一开关管的第一端作为所述桥臂的第一端与所述电容的第一端连接，所述第二开关管的第二端作为所述桥臂的第二端与所述电容的第二端连接，其中，第一桥臂的公共端通过第一电感与第三桥臂的公共端连接，第二桥臂的公共端通过第二电感与第四桥臂的公共端连接，所述第一桥臂对应的电容的第二端与所述第二桥臂对应的电容的第一端连接，所述第三桥臂对应的电容的第二端与所述第四桥臂对应的电容的第一端连接，所述第一桥臂的第一端和所述第二桥臂的第二端分别用于与第一电源的正负极连接，所述第三桥臂的第一端和所述第四桥臂的第二端分别用于与第二电源的正负极连接；所述控制方法，具体包括：获取第一电源对第二电源进行放电的控制需求；采样当前第一电源的电压和第二电源的电压；当第一电源电压低于第二电源电压时；在一个控制周期中依次采用T1、T2时序控制所述DCDC双向变换器，在T2时序控制时，检测第一电感的电流和/或第二电感的电流是否过零，如是，则T2之后还包括T3、T4时序或T7、T8时序；当第一电源电压高于第二电源电压时，在一个开关周期中依次采用T5、T6时序控制所述DCDC双向变换器，在T6时序控制时，检测第一电感的电流和/或第二电感的电流是否过零，如是，则T6之后还包括T3、T4时序或T7、T8时序或T3、T4时序；T1时序：第一桥臂的第一开关管、第三桥臂的第二开关管均导通，第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第一开关管均关断；T2时序：第三桥臂的第二开关管关断；T3时序：第三桥臂的第一开关管导通；第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第二开关管均关断；T4时序：第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第一开关管均关断；T5时序：第一桥臂的第一开关管导通；第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第二开关管均关断；T6时序：第一桥臂的第一开关管、第三桥臂的第二开关管均关断；T7时序：第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第一开关管均导通，第一桥臂的第一开关管、第三桥臂的第二开关管均关断；T8时序：控制第一桥臂的第二开关管均关断；其中，第二桥臂的第二开关管与第一桥臂的第一开关管的驱动相同，第二桥臂的第一开关管与第一桥臂的第二开关管的驱动相同，第四桥臂的第二开关管与第三桥臂的第一开关管的驱动相同，第四桥臂的第一开关管与第三桥臂的第二开关管时序相同。本专利技术所提供的DCDC双向变换器的控制方法，可根据第一电源的充电和放电需求进行双向变换，且全过程电感的电流连续，实现高压双向可升可降双变换，具有以下优点：1.电感电流连续，有利于电流的数字化采样，很容易实现电流宽范围的线性采样，从而有利于系统的数字化控制设计，提高环路的设计带宽，提高负载动态下的环路响应能力，提高系统应用的可靠性；2.电感储能状态以及续流状态下功率回路不一致，有利于功率管分散散热，降低散热要求，提高系统应用的可靠性；3.每一种控制状态，均实现能量双向流动，有利于系统控制稳定；驱动对称控制，控制方案简单。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种DCDC双向变换器的拓扑图；图2为本专利技术图9、图10中T1时序的电流流向图；图3为本专利技术图9、图10中T2时序的另一电流流向图；图11、图12中T6时序的电流流向图；图4为本专利技术图9、图10中T2时序的一电流流向图；图11、图12中T5时序的电流流向图；图5为本专利技术图10、图11中T7时序的电流流向图；图6为本专利技术图9、图12中T4时序的电流流向图；图10、图11中T8时序的一电流流向图；图7为本专利技术图9、图12中T3时序的电流流向图；图10、图11中T8时序的一电流流向图；图8为本专利技术中第一电源电压低于第二电源电压时实现第一电源对第二电源的放电的一时序图；图9为本专利技术中第一电源电压低于第二电源电压时实现第一电源对第二电源的放电的另一时序图；图10为本专利技术中第一电源电压低于第二电源电压时实现第一电源对第二电源的放电的又一时序图；图11为本专利技术中第一电源电压高于第二电源电压时实现第一电源对第二电源的放电的一时序图；图12为本专利技术中第一电源电压高于第二电源电压时实现第一电源对第二电源的放电的另一时序图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护范围。本专利技术的核心是提供一种DCDC双向变换器的控制方法，用于实现直流电的变换，并且变换方式多样，能够实现高压双向变换的同时，使得电感电流连续。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1为本专利技术实施例提供的一种DCDC双向变换器的拓扑图。如图1所示，该DCDC双向变换器包括4组桥臂(分别为第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂)，和与每组桥臂连接的电容(分别为第一桥臂对应的第一电容C1、第二桥臂对应的第二电容C2、第三桥臂对应的第三电容C3和第四桥臂对应的第四电容C4)。每组桥臂包括第一开关管和第二开关管，如图1所示，第一开关管和第二开关管以IGBT(N沟道)为例说明。当然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DCDC双向变换器的控制方法，所述DCDC双向变换器包括4组桥臂，和与每组所述桥臂连接的电容，每组所述桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接，并作为所述桥臂的公共端，所述第一开关管的第一端作为所述桥臂的第一端与所述电容的第一端连接，所述第二开关管的第二端作为所述桥臂的第二端与所述电容的第二端连接，其中，第一桥臂的公共端通过第一电感与第三桥臂的公共端连接，第二桥臂的公共端通过第二电感与第四桥臂的公共端连接，所述第一桥臂对应的电容的第二端与所述第二桥臂对应的电容的第一端连接，所述第三桥臂对应的电容的第二端与所述第四桥臂对应的电容的第一端连接，所述第一桥臂的第一端和所述第二桥臂的第二端分别用于与第一电源的正负极连接，所述第三桥臂的第一端和所述第四桥臂的第二端分别用于与第二电源的正负极连接；所述控制方法，其特征在于，获取第一电源对第二电源进行放电的控制需求；采样当前第一电源的电压和第二电源的电压；当第一电源电压低于第二电源电压时；在一个控制周期中依次采用T1、T2时序控制所述DCDC双向变换器，在T2时序控制时，检测第一电感的电流和/或第二电感的电流是否过零，如是，则T2之后还包括T3、T4时序或T7、T8时序；当第一电源电压高于第二电源电压时，在一个开关周期中依次采用T5、T6时序控制所述DCDC双向变换器，在T6时序控制时，检测第一电感的电流和/或第二电感的电流是否过零，如是，则T6之后还包括T3、T4时序或T7、T8时序或T3、T4时序；T1时序：第一桥臂的第一开关管、第三桥臂的第二开关管均导通，第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第一开关管均关断；T2时序：第三桥臂的第二开关管关断；T3时序：第三桥臂的第一开关管导通；第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第二开关管均关断；T4时序：第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第一开关管均关断；T5时序：第一桥臂的第一开关管导通；第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第二开关管均关断；T6时序：第一桥臂的第一开关管、第三桥臂的第二开关管均关断；T7时序：第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第一开关管均导通，第一桥臂的第一开关管、第三桥臂的第二开关管均关断；T8时序：控制第一桥臂的第二开关管均关断；其中，第二桥臂的第二开关管与第一桥臂的第一开关管的驱动相同，第二桥臂的第一开关管与第一桥臂的第二开关管的驱动相同，第四桥臂的第二开关管与第三桥臂的第一开关管的驱动相同，第四桥臂的第一开关管与第三桥臂的第二开关管时序相同。...

【技术特征摘要】
1.一种DCDC双向变换器的控制方法，所述DCDC双向变换器包括4组桥臂，和与每组所述桥臂连接的电容，每组所述桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端连接，并作为所述桥臂的公共端，所述第一开关管的第一端作为所述桥臂的第一端与所述电容的第一端连接，所述第二开关管的第二端作为所述桥臂的第二端与所述电容的第二端连接，其中，第一桥臂的公共端通过第一电感与第三桥臂的公共端连接，第二桥臂的公共端通过第二电感与第四桥臂的公共端连接，所述第一桥臂对应的电容的第二端与所述第二桥臂对应的电容的第一端连接，所述第三桥臂对应的电容的第二端与所述第四桥臂对应的电容的第一端连接，所述第一桥臂的第一端和所述第二桥臂的第二端分别用于与第一电源的正负极连接，所述第三桥臂的第一端和所述第四桥臂的第二端分别用于与第二电源的正负极连接；所述控制方法，其特征在于，获取第一电源对第二电源进行放电的控制需求；采样当前第一电源的电压和第二电源的电压；当第一电源电压低于第二电源电压时；在一个控制周期中依次采用T1、T2时序控制所述DCDC双向变换器，在T2时序控制时，检测第一电感的电流和/或第二电感的电流是否过零，如是，则T2之后还包括T3、T4时序或T7、T8时序；当第一电源电压高于第二电源电压时，在一个开关周期中依次采用T5、T6时序控制所述DCDC双向变换器，在T6时序控制时，检测第一电感的电流和/或第二电感的电流是否过零，如是，则T6之后还包括T3、T4时序或T7、T8时序或T3、T4时序；T1时序：第一桥臂的第一开关管、第三桥臂的第二开关管均导通，第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第一开关管均关断；T2时序：第三桥臂的第二开关管关断；T3时序：第三桥臂的第一开关管导通；第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第二开关管均关断；T4时序：第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第一开关管均关断；T5时序：第一桥臂的第一开关管导通；第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第二开关管均关断；T6时序：第一桥臂的第一开关管、第三桥臂的第二开关管均关断；T7时序：第一桥臂的第二开关管、第三桥臂的第一开关管均导通，第一桥臂的第一开关管、第三桥臂的第二开关管均关断；T8时序：控制第一桥臂的第二开关管均关断；其中，第二桥臂的第二开关管与第一桥臂的第一开关管的驱动相同，第二桥臂的第一开关管与第一桥臂的第二开关管的驱动相同，第四桥臂的第二开关管与第三桥臂的第一开关管的驱动相同，第四桥臂的第一开关管与第三桥臂的第二开关管时序相同。2.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于：当开关周期依次是T1、T2、T3、T4时序时，在第一电感和/或第二电感的电流过零之前采用T3时序控制所述DCDC双向变换器；当开关周期依次是T1、T2、T7、T8时序时，在第一电感和/或第二电感的电流过零之前采用T7时序控制所述DC...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄詹江勇，吴庆彬，连海权，
申请(专利权)人：厦门科华恒盛股份有限公司，漳州科华技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：福建,35