一种电动汽车充电桩用直流变换器的控制方法技术

本发明专利技术提出了一种电动汽车充电桩用直流变换器的控制方法。该谐振电路采用二级变换结构，包括前级降压电路实现降压和后级升压电路实现升压，依照前级降压变换器的结构并采用本发明专利技术的控制方法可以为后级升压变换器提供稳定输出电流，使其具有较长的使用寿命，能够在电流断续的情况下仍能提供较高的输出水平，后级升压电路能够有效降低输出纹波。级升压电路能够有效降低输出纹波。级升压电路能够有效降低输出纹波。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车充电桩用直流变换器的控制方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车
，具体涉及一种电动汽车充电桩用直流变换器的控制方法。

技术介绍

[0002]长期以来，降升压直流
‑
直流变换器是公知的。在此主要涉及开关变换器，其交替地或者在过渡区域中同时按照升压变换器的方式以及按照降压变换器的方式工作。在多数情况下，在相应的充电桩电路装置中设置有共同的电抗器以及共同的输入滤波器和共同的输出滤波器。其耦合程度较高，在控制方面受到较大影响，并在输入电压波动的情况下，这种控制更难以实现，而且，后级电路的稳定工作需要前级电路提供稳定可靠输出来保证后级电路的高效率工作。现有的降升压电路的控制方法(如图1所示)难以实现上述要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种电动汽车充电桩用直流变换器的控制方法，其基于的降升压直流
‑
直流变换器前级电路可以为后级电路提供稳定的输出，允许电路的占空比在较宽的范围内工作，提高了控制的鲁棒性。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]本专利技术的控制方法基于电动汽车充电桩用直流变换器来实现，所述直流变换器的前级由降压电路构成实现降压控制，后级由升压电路构成实现升压控制，降升压直流
‑
直流变换器的具体结构为输入电源Uin的正极连接开关管S的一端，开关管S的另一端连接二极管D1的阴极和电感L1的一端，电感L1的另一端连接二极管D3的阳极、二极管D2的阴极和电容C1的一端，二极管D3的阴极连接电感L2的一端，电容C1的另一端连接电感L2的另一端和电容C2的一端，电感L2的另一端和电容C2的一端的连接点连接电容C3的一端和电容C4一端的连接点，且电容C3的一端和电容C4一端的连接点连接电感L3的一端，电感L3的另一端连接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极连接电容C5的一端和电感L4的一端，二极管D5并联连接在二极管D4和电感L4的支路，二极管D5的阳极连接二极管D4的阳极，二极管D5的阴极连接电感L4的另一端，开关管S1、S2、S3、S4构成H桥电路，开关管S1、S4构成第一桥臂，开关管S2、S3构成第二桥臂，电感L4的另一端连接第一桥臂的中点，电感L5的一端连接第二桥臂的中点，电感L5的另一端连接输出电容C0的一端，H桥电路的上端连接电容C4的另一端，电容C0的另一端、H桥电路的下端、电容C5的另一端、电容C3的另一端、电容C2的另一端、二极管D2的阳极、二极管D1的阳极均连接到输入电源Uin的负极，在电容C0的两端输出转换后的输出电压；各开关管为IGBT或者MOSFET。
[0006]前级降压电路和后级升压电路单独控制，前级降压电路的工作第一阶段：开关管S导通，二极管D1、二极管D2处于反向截止状态，不导通，此时输入电压Uin的能量给电感L1、电容C1、通过二极管D3给电感L2、电容C2充电，并产生后级升压电路需要的能量，在各节点满足基尔霍夫电压和电流定律；
[0007]第二阶段：开关管S截止，此时，二极管D2由于L1的反向感应电压处于反向截止状态，而二极管D1导通，构成续流回路，此时，电感L1的能量传递给电容C1、电感L2、电容C2，并产生后级升压电路需要的能量；
[0008]第三阶段：开关管S仍处于截止状态，此时，随着电感L1能量的减少，二极管D2将处于正向偏置状态而导通，二极管D1、二极管D2共同构成续流回路，此时电容C1之前存储的能量和电感L1存储的能量将共同释放给电感L2和电容C2，并产生后级升压电路需要的能量；此时，如果开关管S接下来导通，则将完成一个开关周期，将返回至第一阶段的电路状态；
[0009]第四阶段：如果开关管S仍处于截止状态，电感L1能量的继续减少，电感L1中的电流将处于断续工作状态，而基于该降压变换器的电路结构，此时二极管D1将处于截止状态，二极管D2作为续流二极管继续工作，电容C1中存储的能量和电感L2中的能量给电容C2继续放电，并确保了电感L2的电流工作在连续状态，继续产生后级升压电路需要的能量；如果开关管S接下来导通，则将完成一个开关周期，将返回至第一阶段的电路状态；
[0010]第五阶段：如果开关管S仍处于截止状态，电容C1和电感L2中的能量均耗尽，电感L2中的电流将处于断续工作状态，那么此时二极管D2、二极管D3也将截止，此时仅剩下电容C2中的能量给后级升压电路工作；如果开关管S接下来导通，则将完成一个开关周期，将返回至第一阶段的电路状态。
[0011]后级升压电路工作第一阶段：开关管S1、S3导通，开关管S2、S4截止，二极管D5由于反向压降截止，二极管D4处于正向偏置导通状态，来自前级电路的电流一路通过给电容C4、电感L4给电容C5充电，另一路通过电感L3给电容C5充电；
[0012]第二阶段：开关管S1、S2导通，开关管S3、S4截止，二极管D5由于反向压降截止，二极管D4处于正向偏置导通状态，来自前级电路的电流一路通过给电容C4给电感L5、电容C0充电，另一路通过电感L3给电容C5充电；
[0013]第三阶段：开关管S2、S4导通，开关管S1、S3截止，二极管D5处于正向偏置导通状态，而二极管D4则由于反向压降截止，此时，电容C4、电感L3、电感L4、电容C5中之前存储的能量将通过开关管S1的反向二极管和开关管S2向电感L5、电容C0充电，实现能量释放；
[0014]第四阶段：开关管S3、S4导通，开关管S1、S2截止，二极管D5处于正向偏置导通状态，而二极管D4则由于反向压降截止，此时，来自前级电路的电流将给电感L3、L4和电容C5存储能量，电感L5将存储的能量释放给电容C0，并通过开关管S3的反并联二极管实现续流。
附图说明
[0015]图1：现有的降升压直流
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直流变换器结构示意图；
[0016]图2：本专利技术的电动汽车充电桩用直流变换器的结构示意图；
[0017]图3：前级降压电路第一阶段工作能量流动示意图；
[0018]图4：前级降压电路第二阶段工作能量流动示意图；
[0019]图5：前级降压电路第三阶段工作能量流动示意图；
[0020]图6：前级降压电路第四阶段工作能量流动示意图；
[0021]图7：前级降压电路第五阶段工作能量流动示意图；
[0022]图8：后级升压电路第一阶段工作能量流动示意图；
[0023]图9：后级升压电路第二阶段工作能量流动示意图；
[0024]图10：后级升压电路第三阶段工作能量流动示意图；
[0025]图11：后级升压电路第四阶段工作能量流动示意图。
具体实施方式
[0026]由图2可知，本专利技术的电动汽车充电桩用直流变换器的具体结构为输入电源Uin的正极连接开关管S的一端，开关管S的另一端连接二极管D1的阴极和电感L1的一端，电感L1的另一端连接二极管D3的阳极、二极管D2的阴极和电容C1的一端，二极管D3的阴极连接电感L2的一端，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车充电桩用直流变换器的控制方法，其特征在于：所述降升压直流
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直流变换器具有前级和后级两级电路，所述降升压直流
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直流变换器控制方法包含两个变换步骤：首先由降压电路构成实现降压变换，为后级电路提供能量，其次由升压电路实现升压并输出电压。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述降升压直流
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直流变换器的连接关系为输入电源Uin的正极连接开关管S的一端，开关管S的另一端连接二极管D1的阴极和电感L1的一端，电感L1的另一端连接二极管D3的阳极、二极管D2的阴极和电容C1的一端，二极管D3的阴极连接电感L2的一端，电容C1的另一端连接电感L2的另一端和电容C2的一端，电感L2的另一端和电容C2的一端的连接点连接电容C3的一端和电容C4一端的连接点，且电容C3的一端和电容C4一端的连接点连接电感L3的一端，电感L3的另一端连接二极管D4的阳极，二极管D4的阴极连接电容C5的一端和电感L4的一端，二极管D5并联连接在二极管D4和电感L4的支路，二极管D5的阳极连接二极管D4的阳极，二极管D5的阴极连接电感L4的另一端，开关管S1、S2、S3、S4构成H桥电路，开关管S1、S4构成第一桥臂，开关管S2、S3构成第二桥臂，电感L4的另一端连接第一桥臂的中点，电感L5的一端连接第二桥臂的中点，电感L5的另一端连接输出电容C0的一端，H桥电路的上端连接电容C4的另一端，电容C0的另一端、H桥电路的下端、电容C5的另一端、电容C3的另一端、电容C2的另一端、二极管D2的阳极、二极管D1的阳极均连接到输入电源Uin的负极，在电容C0的两端输出转换后的输出电压；所述前级降压电路的控制方法为：第一阶段：开关管S导通，二极管D1、二极管D2处于反向截止状态，不导通，此时输入电压Uin的能量给电感L1、电容C1、通过二极管D3给电感L2、电容C2充电，并产生后级升压电路需要的能量，在各节点满足基尔霍夫电压和电流定律；第二阶段：开关管S截止，此时，二极管D2由于L1的反向感应电压处于反向截止状态，而二极管D1导通，构成续流回路，此时，电感L1的能量传递给电容C1、电感L2、电容C2，并产生后级升压电路需要的能量；第三阶段：开关管S仍处于截止状态，此时，随着电感L1能量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛利，伍罡，梁睿智，许紫晗，张彪，冉俊超，王立业，徐自亮，
申请(专利权)人：北京国网普瑞特高压输电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：