一种双向电路等效控制方法技术

本发明专利技术提出一种双向电路等效控制方法，通过控制开关动作策略，保证双有源桥变换器电感电压和电感电流波形不变，拓扑的能量传输特性不变，但是承担主要开关损耗和大的电压、电流应力的开关管发生切换。

【技术实现步骤摘要】
一种双向电路等效控制方法
本专利技术涉及电力电子，尤其涉及一种双向电路等效控制方法。
技术介绍
储能交换系统中，双向电力电子变换器变的越来越重要，双向DC/DC变换器是其中的核心组件。双有源桥变换器具有功率密度高，调压范围宽，效率高和软开关等优点，储能系统中有很大范围的应用。双有源桥变换器在实际工程中，通过对电感电流有效值、峰值、回流功率等目标进行优化，得到不同的电感电流波形。工程中通常采用一种开关时序模式对应一种电感电流波形，导致部分开关管开关损耗不均衡，大的电压、电流应力作用在部分开关管上，增加部分开关管的失效率。
技术实现思路
本专利技术提出一种双向电路等效控制方法，通过控制开关动作策略，保证双有源桥变换器电感电压和电感电流波形不变，拓扑的能量传输特性不变的前提下，使承担主要开关损耗和大的电压、电流应力的开关管发生切换。本专利技术的控制方法，通过8个开关管的开关时序，对能量进行传输，其中开关管Q1、Q2、Q3、Q4组成的H桥定义为HB1,开关管Q5、Q6、Q7、Q8组成的H桥定义为HB2。普通控制模式就是图3所示的第一模式，等效控制就是图3所示的第二模式，通过控制开关动作策略，保证双有源桥变换器电感电压和电感电流波形不变，拓扑的能量传输特性不变的前提下，使HB1侧承担主要开关损耗和大的电压、电流应力的开关管发生切换。（1）所有开关管工作的开关时序是普通控制模式即模式一，t0时刻电感电流时开关管Q4开通，t1时刻开关管Q1关断，电感电流iL达到最大；（2）等效控制模式是模式二，控制的变量中的D2保持与第一模式中的值相等，D1和D3保持不变，即所有开关管工作于开关时序第二模式，第二模式的t0时刻电感电流和第一模式的t0时刻的电流相同，但是开关管Q1开通；第二模式的t1时刻电感电流iL达到最大和第一模式的t1时刻的电流相同，但是开关管Q4关断。其中所有开关管可以为MOS管或IGBT。本专利技术的优点本专利技术提出一种双向电路等效控制方法，通过控制开关动作策略，保证双有源桥变换器电感电压和电感电流波形不变，拓扑的能量传输特性不变的前提下，使承担主要开关损耗和大的电压、电流应力的开关管发生变化。工程上也可以利用这种策略，去均衡开关管承担大电流、大电压的时间及损耗，从而提高系统可靠性。附图说明图1是双有源桥电路拓扑图；图2是根据本专利技术的电感电流波形；图3是根据本专利技术的方案一的开关电路时序图；图4是根据本专利技术的方案二的开关电路时序图；图5是根据本专利技术的方案三的开关电路时序图。具体实施方式为了实现本专利技术的技术方案，让更多的工程人员了解到本专利技术，下面将结合具体实施方式和控制方案，进一步阐释双向电路的等效控制策略。一、DAB双向电路分析双有源桥（DoubleActiveBridge）拓扑，下文简称为DAB。MOS管命名为Q1~Q8。通过8个MOS管的开关时序，对能量进行传输。开关管Q1、Q2、Q3、Q4侧的H桥定义为HB1,开关管Q5、Q6、Q7、Q8侧的H桥定义为HB2。D1是Q1和Q5之间的移相角；D2是Q1和Q4之间的移相角；D3是Q5和Q8之间的移相角。通过控制D1,D2,D3控制能量的流动。双有源桥变换器通过隔离变压器和辅助电感L1传输能量，实现了电气隔离和能量的双向流动，可以通过控制变换器的三个移相角实现，自由度很高的控制，为了进行优化控制，其中的一种电感电流的波形如图2。双有源桥电路的上下桥臂中Q1和Q2是互补导通，Q3、Q4是互补导通,Q5和Q6互补导通，Q7和Q8互补导通。开关时序图表示不同时刻Q1、Q4、Q5和Q8的整体开通、导通、关断情况。二、开关电路及其控制时序本专利技术提出一种双向电路等效控制方法，通过控制开关动作策略，保证双有源桥变换器电感电压和电感电流波形不变，拓扑的能量传输特性不变的前提下，使承担主要开关损耗和大的电压、电流应力的开关管发生切换。方案一普通控制就是图3所示的第一模式，等效控制就是图3所示的第二模式，通过控制开关动作策略，保证双有源桥变换器电感电压和电感电流波形不变，拓扑的能量传输特性不变的前提下，使HB1侧承担主要开关损耗和大的电压、电流应力的开关管发生变化。（1）所有开关管工作的开关时序是普通控制模式即模式一，t0时刻电感电流时开关管Q4开通，t1时刻开关管Q1的关断，电感电流iL达到最大。（2）等效控制模式是模式二。控制的变量中的D2保持与第一模式中的值相等，D1和D3保持不变，即所有开关管工作于开关时序第二模式，第二模式的t0时刻电感电流和第一模式的t0时刻的电流相同，但是开关管Q1开通。第二模式的t1时刻电感电流iL达到最大和第一模式的t1时刻的电流相同，但是开关管Q4关断。方案二普通控制就是图4所示的模式3，等效控制就是图4所示的模式4，控制的变量中保持D3值相等，D1和D2不变，通过控制开关动作策略，保证双有源桥变换器电感电压和电感电流波形不变，拓扑的能量传输特性不变的前提下，使HB2侧承担主要开关损耗和大的电压、电流应力的开关管发生切换。方案三普通控制就是图5所示的模式5，等效控制就是图5所示的模式6，控制的变量中保持D2、D3值相等，D1不变。通过控制开关动作策略，保证双有源桥变换器电感电压和电感电流波形不变，拓扑的能量传输特性不变的前提下，使HB2和HB1侧承担主要开关损耗和大的电压、电流应力的开关管发生切换。本专利技术不局限于MOS管，同样适用于其他开关管，例如IGBT。上述实施方式仅是示例性的示出本专利技术，并不企图限制本专利技术。另外对于没有详细描述的步骤属于本领域技术人员熟知的
技术实现思路
。对于涵盖在本专利技术构思内的相应的变换和更改均在本专利技术范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向电路等效控制方法，通过控制开关动作策略，保证双有源桥变换器电感电压和电感电流波形不变，拓扑的能量传输特性不变，但是使承担主要开关损耗和大的电压、电流应力的开关管发生切换；双有源桥变换器通过8个开关管的开关时序，对能量进行传输，其中开关管

【技术特征摘要】
1.一种双向电路等效控制方法，通过控制开关动作策略，保证双有源桥变换器电感电压和电感电流波形不变，拓扑的能量传输特性不变，但是使承担主要开关损耗和大的电压、电流应力的开关管发生切换；双有源桥变换器通过8个开关管的开关时序，对能量进行传输，其中开关管Q1、Q2、Q3、Q4组成的H桥定义为HB1,开关管Q5、Q6、Q7、Q8组成的H桥定义为HB2，D1是Q1和Q5之间的移相角；D2是Q1和Q4之间的移相角；D3是Q5和Q8之间的移相角，通过控制D1,D2,D3控制能量的流动。


2.如权利要求1所述的控制方法，其中普通控制模式中的D2保持与等效控制模式中的D2值相等，D1和D3保持不变。


3.如权利要求2所述的控制方法，包括：
（1）开关时序是普通控制模式，t0时刻电感电流时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨光，付加友，崔然，陈杨浩，彭信圆，朱建国，
申请(专利权)人：深圳市永联科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44