全半桥谐振变换器及其电压平衡控制方法技术

本发明专利技术公开了一种全半桥谐振变换器及其电压平衡控制方法，所述全半桥谐振变换器一次侧为全桥具有4个开关管和谐振电感、电容，二次侧为半桥具有2个开关管，一共具有6个开关管，与现有双桥谐振变换器相比减少了元件数目。本发明专利技术采用基波近似方法分析了功率模型和软开关条件，提出一种电压平衡控制策略，使变换器可以在宽电压范围下实现一次测二次侧的电压平衡，同时保证了开关管全部实现软开关，提升了变换器效率。了变换器效率。了变换器效率。

【技术实现步骤摘要】
全半桥谐振变换器及其电压平衡控制方法


[0001]本专利技术涉及隔离式高频谐振变换器的控制技术，具体涉及一种全半桥谐振变换器的拓扑及其电压平衡控制方法。

技术介绍

[0002]在新能源电动汽车的组成中，车载充电机OBC(On
‑
Board
‑
Charger)是核心器件之一，它由功率因数校正PFC和隔离双向DC
‑
DC构成。而隔离双向DC
‑
DC变换器因其高功率密度、电气隔离、能量双向传输等优点而越来越受到关注。但是，当电压增益偏离1时会出现失去软开关，环流增大，变压器饱和等问题，导致变换器效率下降。
[0003]谐振双有源桥变换器具有广泛的软开关范围，并且已经提出了一些相位/移位控制方案。传统上，双有源桥变换器采用单一相移(SPS)的调制策略；采用这种策略需要双有源桥变换器的原副边桥同时工作在50％占空比下，且原副边桥的相移可调。此外，双有源桥变换器归一化电压增益等于1的工况被定义为电压平衡工况。在该工况下，DAB变换器的循环电流最低，且零电压开关(ZVS)范围最宽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全半桥谐振变换器，其特征在于：包括一次侧的全桥，二次侧的半桥，谐振电容C
p
、谐振电感L
s
，匝数比为1：n的高频变压器Tr；其中一次侧全桥包括开关管S1～S4，体二极管d
s1
～d
s4
，寄生电容C
s1
～C
s4
；二次侧半桥包括开关管S5～S6，体二极管d
s5
～d
s6
，寄生电容C
s5
～C
s6
，均压电容C
o1
和C
o2
；V
in
和V
out
分别是输入电压和输出电压，i
L
和i
o
分别是谐振电流和输出电流；调节一次侧基波电压与二次侧基波电压正半周面积相等，电压平衡。2.根据权利要求1所述的全半桥谐振变换器，其特征在于：通过设置S1～S4四个开关的脉冲宽度，调节脉宽控制器的门控信号，产生一个三电平PWM电压波形。3.根据权利要求2所述的全半桥谐振变换器，其特征在于：开关S1和S2的工作周期为50％；开关S4的脉冲宽度减小到δ，S3脉冲宽度增大到2π
‑
δ，开关S1和S4的开启时间同步。4.根据权利要求2所述的全半桥谐振变换器，其特征在于：通过设置S5～S6两个开关的脉冲宽度，调节脉宽控制器的门控信号，产生次级交流电压v
cd
的波形。5.根据权利要求4所述的全半桥谐振变换器，其特征在于：调节S5‑
S6的工作周期为50％，S1与S5之间产生一个移相角之间产生一个移相角为S5滞后S1的移相角δ为开关管S4的脉冲宽度。6.根据权利要求4所述的全半桥谐振变换器，其特征在于：通过稳态分析，根据中点初级交流电压v
ab
和次级交流电压v
cd
的波形图得到谐振电流i
L
的波形。7.一种使用权利要求1
‑
6任一所述的全半桥谐振变换器的电压平衡控制方法，其特征在于，采用基波近似法进行稳态分析：由全半桥谐振变换器的电路结构得到变换器在相量域FHA等效电路图，其中两个电压源分别是v
ab
和v

【专利技术属性】
技术研发人员：胡松，汪锐，钟黎萍，杨浩东，康乐，杨晴晴，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：