基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法技术

本发明专利技术提供了基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法,属于双向LLC谐振变换器的控制技术领域,解决了LLC电路因其非线性、大滞后、运行模式不确定性导致的PI控制不理想的问题，该控制方法包括以下步骤：第一步，将输出电流的取样值与电流的参考值做差，计算充电电流变化率；第二步，将所得差值和充电电流变化率这两个量输入到模糊控制器；第三步，将模糊控制器输出的频率变化量与可调占空比用于MOSFET的触发调制，其中可调占空比是指正向充电过程采用低占空比(比如0.3)调频，反向放电过程采用高占空比(比如0.98)调频。本发明专利技术相比传统PI控制具有抗干扰能力强、鲁棒性更好、适应性强、易于软件实现等优势。适用于对双向LLC谐振变换器的控制。

Control method of bidirectional LLC resonant converter based on switching switch

The invention provides a control method of bidirectional LLC resonant converter based on switch control, which belongs to the technical field of bidirectional LLC resonant converter, solves the LLC circuit because of its nonlinearity, large time lag, resulting in uncertainty of the operation mode of PI control is not ideal, the control method comprises the following steps: the first step will be sampling the output current value difference and current reference value, calculating the charging current change rate; the second step, the income difference and the charging current change rate of the two input to the fuzzy controller; the third step, the frequency variation of the output of fuzzy controller with adjustable duty ratio modulation for the MOSFET trigger, which is adjustable the duty ratio refers to the positive charging process with low duty ratio (such as 0.3) FM, reverse the discharge process by high duty ratio (such as 0.98 FM). Compared with the traditional PI control, the invention has the advantages of strong anti-interference ability, better robustness, strong adaptability, easy software realization, etc.. It is suitable for the control of bidirectional LLC resonant converter.

【技术实现步骤摘要】
基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法
本专利技术属于双向LLC谐振变换器的控制
，涉及基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法。
技术介绍
LLC电路因其非线性、大滞后、运行模式不确定性等因素，PI控制无法实现理想效果。模糊控制不要求电路的精确模型且适应性很好，相比传统PI控制具有抗干扰能力强、鲁棒性更好、适应性强、易于软件实现等优势。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法。本专利技术所采用的技术方案是：基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法，采用双向的LLC谐振变换器，其特征在于：包括输入直流源DCS、第一功率MOS开关管M1、第二功率MOS开关管M2、谐振电容Cr、谐振电感Lr、高频隔离变压器T1及其漏感Lm、第一功率二极管D1、第二功率二极管D2、稳压电容C、稳压电感R、开关K1、带有辅助二极管的开关K2、带有辅助二极管的开关K3、开关K4、开关K5、负载动力电池BAT；双向LLC电路由开关切换实现，通过开关K1和K2闭合，DC/DC变换器根据控制器触发信号对电池进行充电；通过开关K3和K4闭合，其他开关断开，进行电池升压放电。通过K5闭合，其他开关断开，进行稳压电容放电。基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法具体按以下步骤实施：第一步将输出电流的取样值与电流的参考值做差，计算充电电流变化率；第二步将所得差值和充电电流变化率这两个量输入到模糊控制器；第三步将模糊控制器输出的频率变化量与可调占空比用于MOSFET的触发调制。其中，所述模糊控制器的两输入量分别建立的隶属函数共分7个模糊子集{N，NM，NS，Z，PS，PM，P}，代表{负，负中，负小，零，正小，正中，正}。输出量由9个模糊子集构成，{NB，NM，NS，ZN，Z，ZP，PS，PM，PB}，代表{负大，负中，负小，零负，零，零正，正小，正中，正大}。其中，所述混合控制方法，由频率与可调占空比作为输入量，经三角波调制输出触发信号。其中，所述可调占空比，是正向充电过程采用低占空比(比如0.3)调频，反向放电过程采用高占空比(比如0.98)调频。本专利技术的有益效果是：模糊控制不要求电路的精确模型且适应性很好，相比传统PI控制具有抗干扰能力强、鲁棒性更好、适应性强、易于软件实现等优势。附图说明图1是基于切换开关的双向LLC谐振变换器。图2是MOSFET控制策略示意图。附图中所列部件列表如下所示：00:直流源；11：切换开关；12：切换开关；13：切换开关；14：切换开关；15：切换开关13的辅助二极管；16：切换开关12的辅助二极管；21：第一功率MOS开关管；；22：第二功率MOS开关管；31：谐振电容；32：串联谐振电感；33：高频隔离变压器漏感；41：变压器原边绕组；42：变压器副边绕组；43：变压器副边绕组；44：高频隔离变压器；51：第一功率二极管；52：第二功率二极管；61：稳压电容；62：稳压电感；63：稳压电路开关；71：负载动力电池；72：模糊控制；73：调制；具体实施方式下面根据附图和实施例对本专利技术进行进一步说明。本专利技术提供了基于切换开关的双向LLC谐振变换器的的控制方法，采用如图1所示的基于切换开关的双向LLC谐振变换器。包括输入直流源(00)、第一功率MOS开关管(21)、第二功率MOS开关管(22)、谐振电容(31)、谐振电感(32)、高频隔离变压器(44)及其漏感(33)、第一功率二极管(51)、第二功率二极管(52)、稳压电容(61)、稳压电感(62)、开关(11)、带有辅助二极管的开关(12)、带有辅助二极管的开关(13)、开关(14)、开关(63)、负载动力电池(71)；双向LLC电路由开关切换实现，通过开关K1和K2闭合，DC/DC变换器根据控制器触发信号对电池进行充电；通过开关K3和K4闭合，其他开关断开，进行电池升压放电。通过K5闭合，其他开关断开，进行稳压电容放电。图2是MOSFET控制策略示意图，基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法具体按以下步骤实施：第一步，将输出电流的取样值与电流的参考值做差，计算充电电流变化率；第二步，将所得差值和充电电流变化率这两个量输入到模糊控制器；第三步，将模糊控制器输出的频率变化量与可调占空比用于MOSFET的触发调制。在本实施例中，所述模糊控制器的两输入量分别建立的隶属函数共分7个模糊子集{N，NM，NS，Z，PS，PM，P}，代表{负，负中，负小，零，正小，正中，正}。输出量由9个模糊子集构成，{NB，NM，NS，ZN，Z，ZP，PS，PM，PB}，代表{负大，负中，负小，零负，零，零正，正小，正中，正大}。其中，所述混合控制方法，由频率与可调占空比作为输入量，经三角波调制输出触发信号。其中，所述可调占空比，是正向充电过程采用低占空比(比如0.3)调频，反向放电过程采用高占空比(比如0.98)调频。以上所述实施例只是用于帮助理解本专利技术的控制方法；对于本领域的技术人员，依据本专利技术的思想，在控制方式上会有所改变，综上所述，本说明书的内容不应理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法，其特征在于：所述控制方法具体按以下步骤实施：第一步，将输出电流的取样值与电流的参考值做差，计算充电电流变化率；第二步，将所得差值和充电电流变化率这两个量输入到模糊控制器；第三步，将模糊控制器输出的频率变化量与可调占空比用于MOSFET的触发调制。

【技术特征摘要】
1.基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法，其特征在于：所述控制方法具体按以下步骤实施：第一步，将输出电流的取样值与电流的参考值做差，计算充电电流变化率；第二步，将所得差值和充电电流变化率这两个量输入到模糊控制器；第三步，将模糊控制器输出的频率变化量与可调占空比用于MOSFET的触发调制。2.根据权利要求1所述的基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法，其特征在于：所述模糊控制器，需要将输出电流取样值与电流参考值的差值和充电电流变化率进行模糊化，然后根据模糊规则计算得到输出量，最后进行解模糊。3.根据权利要求1所述的基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法，其特征在于：所述两输入量分别建立的隶属函数共分7个模糊子集{N，NM，NS，Z，PS，PM，P}，代表{负，负...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹忠东，李莉，张家博，杨啸天，王亚楠，黄永章，廖斌，刘虹，俞忠，
申请(专利权)人：华北电力大学，北京科力源能源技术有限公司，国网江苏省电力公司南通供电公司，
类型：发明
国别省市：北京,11