双向CLLLC谐振变换器控制方法、电子设备及变换器技术

本发明专利技术提供了一种双向CLLLC谐振变换器控制方法、电子设备及变换器，方法包括：当控制模式为增大双向CLLLC谐振变换器的输出功率时，采用半桥移相调制模态增加移相角，当所述移相角等于预设的最大移相角时，采用半桥频率调制模态增加工作频率，当所述工作频率等于预设的最大工作频率时，将所述双向CLLLC谐振变换器切换至全桥工作模式，基于移相角切换值采用全桥移相调制模态增加所述移相角，以增加所述输出功率；当移相角等于所述最大移相角时，基于最小工作频率采用全桥频率调制模态增加所述工作频率，以增加所述输出功率至给定功率。本发明专利技术的技术方案解决了双向CLLLC谐振变换器输出功率不能到零和轻载时增益不可控的问题，扩大了调压范围。大了调压范围。大了调压范围。

【技术实现步骤摘要】
双向CLLLC谐振变换器控制方法、电子设备及变换器


[0001]本专利技术涉及电力电子变换器
，具体而言，涉及一种双向CLLLC谐振变换器控制方法、电子设备及变换器。

技术介绍

[0002]近年来，随着新能源汽车、电池储能和充电技术的飞速发展，可支持双向功率流动的隔离DC/DC拓扑受到越来越多的关注。隔离DC/DC拓扑可分为谐振拓扑和非谐振拓扑，其中，谐振拓扑包括双向LLLC、双向CLLC和双向CLLLC(一种由C
‑
L
‑
L
‑
L
‑
C组合而成的谐振网络，其中C代表电容，L代表电感)等，非谐振拓扑包括双向DAB(double active bridge，双边活动桥臂)拓扑等。双向CLLLC谐振变换器因其工作在软开关状态下，比非谐振拓扑效率更高，应用越来越广泛，但是双向CLLLC谐振变换器存在增益非线性、输出功率不能到零、调压范围小和轻载时增益不可控等问题，为了解决这些问题，变模态控制技术被提了出来。
[0003]现有的双向CLLLC谐振变换器变模态控制方法是将输入电压分为低、中、高三段，三段分别采用PFM(Pulse frequency modulation，脉冲频率调节)、PPM(Pulse phase modulation脉冲移相角调节)、PWM(Pulse width modulation脉冲宽度调节)控制方式，并设置它们之间的衔接点以保证输出功率的平滑。这种方法可以在一定程度上可扩大调压范围，但是，从PPM移相模式切换到PWM调占空比模式时将引入更多的次生谐波和无功电流震荡，造成功耗急剧上升和效率大幅下降。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种双向CLLLC谐振变换器控制方法、电子设备及变换器。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种双向CLLLC谐振变换器控制方法，包括：
[0006]当控制模式为增大双向CLLLC谐振变换器的输出功率时，采用半桥移相调制模态增加移相角，以增加所述输出功率；当所述移相角等于预设的最大移相角时，采用半桥频率调制模态增加工作频率，以增加所述输出功率；当所述工作频率等于预设的最大工作频率时，将所述双向CLLLC谐振变换器切换至全桥工作模式，所述全桥工作模式工作点的所述工作频率为预设的最小工作频率，所述移相角为预设的移相角切换值；基于所述移相角切换值采用全桥移相调制模态增加所述移相角，以增加所述输出功率；当移相角等于所述最大移相角时，基于所述最小工作频率采用全桥频率调制模态增加所述工作频率，以增加所述输出功率至给定功率；当所述控制模式为减小所述双向CLLLC谐振变换器的输出功率时，采用全桥频率调制模态减小工作频率，以减小所述输出功率；当所述工作频率等于最小工作频率时，采用全桥移相调制模态减小所述移相角，以减小所述输出功率；当所述移相角等于所述移相角切换值时，将所述双向CLLLC谐振变换器切换至半桥工作模式，所述半桥工作模式工作点的所述工作频率为最大工作频率，所述移相角为最大移相角；基于所述最大工作频率采用半桥频率调制模态减小所述工作频率，以减小所述输出功率；当所述工作频率等于最小工作频率时，基于所述最大移相角采用半桥移相调制模态减小所述移相角，以减小
所述输出功率至所述给定功率。
[0007]可选地，在所述将所述双向CLLLC谐振变换器切换至全桥工作模式，或所述采用全桥移相调制模态减小所述移相角之前，还包括：
[0008]基于输出功率相等原则，根据所述最小工作频率、所述最大工作频率和所述最大移相角确定所述移相角切换值，且所述移相角切换值小于所述最大移相角。
[0009]可选地，所述移相角的工作区间为[
‑
2pi/5,+2pi/5]，所述工作频率的工作区间为其中，且k＞1，Lm为所述双向CLLLC谐振变换器的原边励磁电感，Lr为所述双向CLLLC谐振变换器的原边谐振电感。
[0010]可选地，所述双向CLLLC谐振变换器的原边谐振电感和谐振电容满足第九公式，第九公式包括：
[0011][0012]其中，α
max
为最大移相角；w
n_max
为所述最大工作频率；R
load
为负载电阻；M
aim
为预设的目标增益；N为变压器匝数；C
r
为所述双向CLLLC谐振变换器的谐振电容；Lr为所述双向CLLLC谐振变换器的原边谐振电感；k为所述双向CLLLC谐振变换器的原边励磁电感与原边谐振电感的比值；所述双向CLLLC谐振变换器的原边谐振电感的感值等于副边谐振电感的感值。
[0013]可选地，还包括：获取所述给定功率和所述双向CLLLC谐振变换器反馈的输出功率；确定所述给定功率和所述输出功率之间的误差量，并将所述误差量和最大调节分辨率进行对比，其中，所述最大调节分辨率为所述移相角或所述工作频率调节一个最小单位时所述输出功率的最大变化量；根据对比结果和所述误差量的方向确定所述控制模式。
[0014]可选地，所述根据对比结果和所述误差量的方向确定所述控制模式包括：
[0015]当所述误差量大于所述最大调节分辨率，且所述误差量为正向时，所述控制模式为增大双向CLLLC谐振变换器的输出功率；
[0016]当所述误差量大于所述最大调节分辨率，且所述误差量为负向时，所述控制模式为减小双向CLLLC谐振变换器的输出功率。
[0017]可选地，所述获取所述给定功率和所述双向CLLLC谐振变换器反馈的输出功率之后，还包括：根据所述给定功率的方向确定所述移相角的调节方向和所述最大移相角的方向。
[0018]可选地，所述半桥移相调制模态和所述全桥移相调制模态中，所述输出功率与所述移相角之间呈连续单调关系；所述半桥频率调制模态和所述全桥频率调制模态中，所述输出功率与所述工作频率之间呈连续单调关系。
[0019]第二方面，本专利技术提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；
[0020]所述存储器，用于存储计算机程序；
[0021]所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如第一方面任一项所述的双向CLLLC谐振变换器控制方法。
[0022]第三方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面任一项所述的双向CLLLC谐振
变换器控制方法。
[0023]第四方面，本专利技术提供了一种双向CLLLC谐振变换器，包括一次侧电路、CLLLC谐振腔、二次侧电路和如第二方面所述的电子设备，所述一次侧电路通过所述CLLLC谐振腔与所述二次侧电路电连接，所述电子设备分别与所述一次侧电路和所述二次侧电路电连接。
[0024]本专利技术的双向CLLLC谐振变换器控制方法、电子设备及变换器的有益效果是：当增大双向CLLLC谐振变换器的输出功率时，依次通过半桥移相调制模态、半桥频率调制模态、半桥工作模式切换至全桥工作模式、全桥移相调制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向CLLLC谐振变换器控制方法，其特征在于，包括：当控制模式为增大双向CLLLC谐振变换器的输出功率时，采用半桥移相调制模态增加移相角，以增加所述输出功率；当所述移相角等于预设的最大移相角时，采用半桥频率调制模态增加工作频率，以增加所述输出功率；当所述工作频率等于预设的最大工作频率时，将所述双向CLLLC谐振变换器切换至全桥工作模式，所述全桥工作模式工作点的所述工作频率为预设的最小工作频率，所述移相角为预设的移相角切换值；基于所述移相角切换值采用全桥移相调制模态增加所述移相角，以增加所述输出功率；当移相角等于所述最大移相角时，基于所述最小工作频率采用全桥频率调制模态增加所述工作频率，以增加所述输出功率至给定功率；当所述控制模式为减小所述双向CLLLC谐振变换器的输出功率时，采用全桥频率调制模态减小工作频率，以减小所述输出功率；当所述工作频率等于最小工作频率时，采用全桥移相调制模态减小所述移相角，以减小所述输出功率；当所述移相角等于所述移相角切换值时，将所述双向CLLLC谐振变换器切换至半桥工作模式，所述半桥工作模式工作点的所述工作频率为最大工作频率，所述移相角为最大移相角；基于所述最大工作频率采用半桥频率调制模态减小所述工作频率，以减小所述输出功率；当所述工作频率等于最小工作频率时，基于所述最大移相角采用半桥移相调制模态减小所述移相角，以减小所述输出功率至所述给定功率。2.根据权利要求1所述的双向CLLLC谐振变换器控制方法，其特征在于，在所述将所述双向CLLLC谐振变换器切换至全桥工作模式，或所述采用全桥移相调制模态减小所述移相角之前，还包括：基于输出功率相等原则，根据所述最小工作频率、所述最大工作频率和所述最大移相角确定所述移相角切换值，且所述移相角切换值小于所述最大移相角。3.根据权利要求1或2所述的双向CLLLC谐振变换器控制方法，其特征在于，所述移相角的工作区间为[
‑
2pi/5,+2pi/5]，所述工作频率的工作区间为其中，且k>1，Lm为所述双向CLLLC谐振变换器的原边励磁电感，Lr为所述双向CLLLC谐振变换器的原边谐振电感。4.根据权利要求3所述的双向CLLLC谐振变换器控制方法，其特征在于，所述双向CLLLC谐振变换器的原边谐振电感和谐振电容满足第九公式，第九公式包括：其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜峰，姜钊，黄呈武，张勇，徐伟，
申请(专利权)人：宁波均胜新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：