电流型单向DC‑DC变换器及对称双PWM加移相控制方法技术

本发明专利技术公开的一种电流型单向DC‑DC变换器及用于对变换器进行控制的对称双PWM加移相控制方法，涉及电流型单向DC‑DC变换器及控制方法，属于电力电子领域。本发明专利技术的变换器由主电路和控制电路组成；主电路由输入侧和输出侧组成；控制电路包括控制器和驱动电路。本发明专利技术还公开用于控制一种电流型单向DC‑DC变换器的对称双PWM加移相控制方法。本发明专利技术通过低压侧电压vab和高压侧电压vcd之间移相控制环的调节，以及通过低压侧PWM控制环调节开关管占空比，实现减小电流应力和环流损耗以及实现电路输入电流的低纹波运行，减小输入侧开关管电流应力和变换器的环流损耗，实现输出侧半有源全桥开关管的ZVS软开关和二极管的ZCS开关，提高变换器的效率和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电流型单向DC-DC变换器及用于对变换器进行控制的对称双PWM加移相控制方法，尤其涉及一种隔离式电流型单向DC-DC变换器及用于对变换器进行控制的对称双PWM加移相控制方法，属于电力电子领域的高频开关电源方向。
技术介绍
对于燃料电池和光伏发电等电力电子应用场合，有着很宽的输入电压范围，并希望有尽可能小的输入电流纹波。如果输入电流纹波过大，将会缩短燃料电池的寿命，光伏组的最大跟踪效率也会受到影响。对DC-DC变换器。高的传递效率是特别重要的要求。功率器件的零电压开关(ZVS)可以提高变换器效率。对于实现零电压软开关，移相全桥(PSFB)DC-DC变换器是一种很流行的方法。但是有一些问题需要被克服。首先，轻载下，滞后桥臂不能实现软开关；其次，由于变压器漏感引起的占空比丢失在低压输入时特别严重。占空比丢失使得变换器在正常变比时很难输出额定电压。通过提高变压器变比能够对占空比丢失进行补偿，但是这会提高输出整流管的电压应力和原边的电流应力。因为耐压高的二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流型单向DC‑DC变换器，其特征在于：主要由主电路和控制电路组成；主电路主要由输入侧和输出侧构成，输入侧用于将输入的低压进行第一次升压，从而降低对变压器变比的要求，减小输入侧开关管的电流应力，并且减小输入的纹波；输出侧用于实现对变压器交流电压的整形，实现额定电压输出；所述的输入侧包括直流电感(L1、L2)和由开关管(Q1、Q2、Q1a、Q2a)和箝位电容(Cd1、Cd2)组成的箝位电路，输出侧由半有源全桥和输出电容(Co)组成，半有源全桥包括开关管(S3、S4)和二极管(Dr1、Dr2)；连接关系是：输入侧的直流电感L1和L2的一端同时和输入电源正极相连，直流电感L1和直流电感L2的另一...

【技术特征摘要】
1.一种电流型单向DC-DC变换器，其特征在于：主要由主电路和控制电
路组成；主电路主要由输入侧和输出侧构成，输入侧用于将输入的低压进行第
一次升压，从而降低对变压器变比的要求，减小输入侧开关管的电流应力，并
且减小输入的纹波；输出侧用于实现对变压器交流电压的整形，实现额定电压
输出；所述的输入侧包括直流电感(L1、L2)和由开关管(Q1、Q2、Q1a、Q2a)
和箝位电容(Cd1、Cd2)组成的箝位电路，输出侧由半有源全桥和输出电容(Co)
组成，半有源全桥包括开关管(S3、S4)和二极管(Dr1、Dr2)；
连接关系是：输入侧的直流电感L1和L2的一端同时和输入电源正极相连，
直流电感L1和直流电感L2的另一端分别与升压半桥的中点a和b相连，同时a
点分别与开关管Q1a的源极、Q1的漏极、电感Lr一端相连，开关管Q1a的漏极
与箝位电容Cd1一端连接，开关管Q2a的漏极连接到箝位电容Cd2一端，开关管
Q1的源极、开关管Q2的源极、箝位电容Cd1与箝位电容Cd2的一端连接到输入
电源负极，电感Lr的另一端与变压器Tr原边一端连接，变压器Tr原边另一端
连接到b点；输入侧与输出侧通过变压器Tr产生电气连接；变压器Tr副边的
两端分别连接到半有源全桥的中点c和d，c点与二极管Dr1的阳极和开关管S3的漏极相连，d点与Dr2的阳极和开关管S4的漏极相连，二极管Dr1、二极管Dr2的阴极、输出电容Co的一端都连接到输出负载的一端，开关管S3、开关管S4的阴极、Co的一端同时与负载的另一端相连；
控制电路主要由控制器和驱动电路构成；控制器是以DSP控制器为核心，
用于对由传感器采样得到的电压电流采样信号进行转换，并依据对称双PWM
加移相控制方法产生PWM驱动信号，调节占空比及输入侧和输出侧电压之间
的移相角，能够减小功率不传递的阶段漏感电流有效值，降低电流造成的电路
通态损耗和环流损耗，同时降低电流峰值，减小开关管和二极管应力；使输出
侧二极管在全范围内实现零电流开关；移相角较小时，利用变压器漏感中偏置
电流实现输出侧开关管的零电压开关，从而保证开关管在全负载范围内实现软
开关，进一步降低电路损耗；驱动电路用于接收来自控制器的PWM信号，经
过隔离和电压增强后为主电路的开关管(Q1、Q2、Q1a、Q2a、S3、S4)提供驱动
电压。
2.根据权利要求1所述的一种DC-DC变换器，其特征在于：所述开关管
(Q1、Q2、Q1a、Q2a、S3、S4)为存在反并联的体二极管和漏源极的寄生电容的

\t开关管。
3.用于对权利要求1或2所述的一种电流型单向DC-DC变换器控制的对
称双PWM加移相控制方法，其特征在于：包括对称双PWM控制环和移相控
制环两个控制环路；具体控制方法包括如下步骤：
步骤一：通过输入侧电压vab和输出侧电压vcd之间的移相控制环的调节，
使输入侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙德尚，游富淋，李斌，袁文琦，王霄，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11