双向谐振变换器及其控制方法、装置、电源设备制造方法及图纸

本申请适用于电子电路技术领域，提供了一种双向谐振变换器及其控制方法、装置、电源设备，其中，双向谐振变换器的控制方法包括：在双向谐振变换器处于第一工作模式时，获取各个时刻变压器的第二线圈两端的电压的第一方向；根据第一方向确定第二开关单元中的待导通开关管和待关断开关管，并控制待导通开关管导通，控制待关断开关管关断；在双向谐振变换器处于第二工作模式时，基于预设的脉宽调制信号，对第二开关单元中的各个开关管进行开关控制；脉宽调制信号用于使第二开关单元实现软开关功能。该方案可以同时提高双向谐振变换器的电能转换效率及可靠性。转换效率及可靠性。转换效率及可靠性。

Bidirectional resonant converter and its control method, device and power supply equipment

【技术实现步骤摘要】
双向谐振变换器及其控制方法、装置、电源设备


[0001]本申请属于电子电路
，尤其涉及一种双向谐振变换器及其控制方法、装置、电源设备。

技术介绍

[0002]双向谐振变换器是一种可以应用在电网与电池之间的储能逆变器。双向谐振变换器通常由双向交流
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直流（alternating current
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direct current，AC
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DC）变换器和双向直流
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直流（direct current
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direct current，DC
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DC）变换器组成。在户用储能、便携式储能及车载充电等领域，双向DC
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DC变换器通常采用谐振变换器来实现。由于谐振变换器在充电模式下（即电能从电网流向电池的模式）的输出电压范围较宽，因此整个充电过程会跨越谐振变换器的三种工况，而谐振变换器处于不同工况时，谐振变换器中的变压器副边的电流波形差异较大，导致变压器副边的开关电路的控制逻辑较为复杂。
[0003]现有技术是根据用于控制变压器原边开关电路的脉宽调制（pulse width modulation，PWM）信号来确定变压器副边开关电路的控制信号，具体确定方式为，将PWM信号对应的开启时间延后一个固定时长，将PWM信号对应的关断时间提前一个固定时长，进而得到变压器副边开关电路的控制信号。然而，由于变压器副边的电流滞后（或超前）于PWM信号对应的开启时间（或关闭时间）的时长并不一致，因此采用上述方式确定出的控制信号无法使双向谐振变换器同时满足高可靠性及高电能转换效率的要求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供了一种双向谐振变换器及其控制方法、装置、电源设备，以解决现有技术无法使双向谐振变换器同时满足高可靠性及高电能转换效率的要求的技术问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种双向谐振变换器的控制方法，所述双向谐振变换器包括依次连接在所述双向谐振变换器的第一端和第二端之间的交流
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直流电压转换单元和直流
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直流电压转换单元，所述第一端用于连接交流电源，所述第二端用于连接直流电源；所述直流
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直流电压转换单元包括变压器、连接在所述变压器的第一线圈两端的第一开关单元以及连接在所述变压器的第二线圈两端的第二开关单元；所述第一开关单元用于连接所述交流
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直流电压转换单元，所述第二开关单元用于连接所述直流电源；所述第二开关单元包括由四个开关管组成的全桥结构；所述控制方法包括：在所述双向谐振变换器处于第一工作模式时，获取各个时刻所述变压器的第二线圈两端的电压的第一方向；所述第一工作模式指电能从所述双向谐振变换器的第一端向所述双向谐振变换器的第二端传输的工作模式；根据所述第一方向确定所述第二开关单元中的待导通开关管和待关断开关管，并控制所述待导通开关管导通，控制所述待关断开关管关断；在所述双向谐振变换器处于第二工作模式时，基于预设的脉宽调制信号，对所述
第二开关单元中的各个开关管进行开关控制；所述第二工作模式指电能从所述双向谐振变换器的第二端向所述双向谐振变换器的第一端传输的工作模式，所述脉宽调制信号用于使所述第二开关单元实现软开关功能。
[0006]第二方面，本申请实施例提供一种双向谐振变换器的控制装置，所述双向谐振变换器包括依次连接在所述双向谐振变换器的第一端和第二端之间的交流
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直流电压转换单元和直流
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直流电压转换单元，所述第一端用于连接交流电源，所述第二端用于连接直流电源；所述直流
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直流电压转换单元包括变压器、连接在所述变压器的第一线圈两端的第一开关单元以及连接在所述变压器的第二线圈两端的第二开关单元；所述第一开关单元用于连接所述交流
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直流电压转换单元，所述第二开关单元用于连接所述直流电源；所述第二开关单元包括由四个开关管组成的全桥结构；所述控制装置包括：第一获取单元，用于在所述双向谐振变换器处于第一工作模式时，获取各个时刻所述变压器的第二线圈两端的电压的第一方向；所述第一工作模式指电能从所述双向谐振变换器的第一端向所述双向谐振变换器的第二端传输的工作模式；第一控制单元，用于根据所述第一方向确定所述第二开关单元中的待导通开关管和待关断开关管，并控制所述待导通开关管导通，控制所述待关断开关管关断；第二控制单元，用于在所述双向谐振变换器处于第二工作模式时，基于预设的脉宽调制信号，对所述第二开关单元中的各个开关管进行开关控制；所述第二工作模式指电能从所述双向谐振变换器的第二端向所述双向谐振变换器的第一端传输的工作模式，所述脉宽调制信号用于使所述第二开关单元实现软开关功能。
[0007]第三方面，本申请实施例提供一种双向谐振变换器，包括依次连接在所述双向谐振变换器的第一端和第二端之间的交流
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直流电压转换单元和直流
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直流电压转换单元，所述第一端用于连接交流电源，所述第二端用于连接直流电源；所述直流
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直流电压转换单元包括变压器、连接在所述变压器的第一线圈两端的第一开关单元以及连接在所述变压器的第二线圈两端的第二开关单元；所述第一开关单元用于连接所述交流
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直流电压转换单元，所述第二开关单元用于连接所述直流电源；所述第二开关单元包括由四个开关管组成的全桥结构；所述双向谐振变换器还包括如上述第二方面所述的控制装置；所述控制装置与所述交流
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直流电压转换单元、所述第一开关单元及所述第二开关单元连接第四方面，本申请实施例提供一种电源设备，包括如上述第三方面所述的双向谐振变换器。
[0008]实施本申请实施例提供的双向谐振变换器及其控制方法、装置、电源设备具有以下有益效果：本申请实施例提供的双向谐振变换器的控制方法，在双向谐振变换器处于电能从双向谐振变换器的第一端向双向谐振变换器的第二端传输的第一工作模式时，通过获取各个时刻变压器的第二线圈两端的电压的第一方向；根据第一方向确定第二开关单元中的待导通开关管和待关断开关管，并控制待导通开关管导通，控制待关断开关管关断，不仅控制逻辑简单，而且基于第二线圈两端的电压的第一方向可以准确地确定出第二开关单元中的待导通开关管和待关断开关管，从而提高了双向谐振变换器的可靠性。同时，在双向谐振变
换器处于电能从双向谐振变换器的第二端向双向谐振变换器的第一端传输的第二工作模式时，直接基于预设的脉宽调制信号，对第二开关单元中的各个开关管进行开关控制，可以使第二开关单元实现软开关功能，降低了第二开关单元的开关损耗，提高了双向谐振变换器的电能转换效率。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向谐振变换器的控制方法，其特征在于，所述双向谐振变换器包括依次连接在所述双向谐振变换器的第一端和第二端之间的交流
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直流电压转换单元和直流
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直流电压转换单元，所述第一端用于连接交流电源，所述第二端用于连接直流电源；所述直流
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直流电压转换单元包括变压器、连接在所述变压器的第一线圈两端的第一开关单元以及连接在所述变压器的第二线圈两端的第二开关单元；所述第一开关单元用于连接所述交流
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直流电压转换单元，所述第二开关单元用于连接所述直流电源；所述第二开关单元包括由四个开关管组成的全桥结构；所述控制方法包括：在所述双向谐振变换器处于第一工作模式时，获取各个时刻所述变压器的第二线圈两端的电压的第一方向；所述第一工作模式指电能从所述双向谐振变换器的第一端向所述双向谐振变换器的第二端传输的工作模式；根据所述第一方向确定所述第二开关单元中的待导通开关管和待关断开关管，并控制所述待导通开关管导通，控制所述待关断开关管关断；在所述双向谐振变换器处于第二工作模式时，基于预设的脉宽调制信号，对所述第二开关单元中的各个开关管进行开关控制；所述第二工作模式指电能从所述双向谐振变换器的第二端向所述双向谐振变换器的第一端传输的工作模式，所述脉宽调制信号用于使所述第二开关单元实现软开关功能。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述在所述双向谐振变换器处于第二工作模式时，基于预设的脉宽调制信号，对所述第二开关单元进行开关控制，包括：在所述双向谐振变换器处于第二工作模式时，获取各个时刻所述变压器的第二线圈两端的电压的大小和第二方向；基于各个时刻所述第二线圈两端的电压的大小和第二方向，确定各个时刻流经所述第二线圈的电流的大小和方向；基于各个时刻流经所述第二线圈的电流的大小和方向，确定流经所述第二线圈的正向电流的第一峰值和负向电流的第二峰值；若所述第一峰值与所述第二峰值不相等，则基于所述第一峰值和所述第二峰值确定目标峰值；在基于预设的脉宽调制信号控制所述第二开关单元中的目标开关管导通的过程中，若检测到第一时刻流经所述第二线圈的电流的大小达到所述目标峰值，则在从所述第一时刻起的目标时长后，控制所述目标开关管关断，并控制所述第二开关单元中除所述目标开关管之外的其他开关管导通；所述目标时长为所述目标开关管的开始导通时刻与所述第一时刻之间的时间间隔。3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述基于所述第一峰值和所述第二峰值确定目标峰值，包括：计算所述第一峰值与所述第二峰值的平均值；将所述平均值确定为所述目标峰值。4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在所述控制所述已导通开关管导通，控制所述已关断开关管关断之后，所述控制方法还包括：获取各个时刻所述第二开关单元中的已导通开关管的第一导通端与第二导通端之间的电压值；
基于各个时刻所述已导通开关管的第一导通端与第二导通端之间的电压值，确定所述已导通开关管的电压变化斜率；在所述电压变化斜率小于预设斜率阈值时，控制所述已导通开关管关断，并控制所述第二开关单元中的已关断开关管导通。5.根据权利要求1至4任一项所述的控制方法，其特征在于，所述第二开关单元包括第五开关管、第六开关管、第七开关管及第八开关管；所述第五开关管的第一导通端与所述第六开关管的第一导通端共接作为所述第二开关单元的第一端，所述第七开关管的第一导通端与所述第八开关管的第一导通端共接作为所述第二开关单元的第二端，所述第五开关管的第二导通端与所述第七开关管的第二导通端共接作为所述第二开关单元的第三端，所述第六开关管的第二导通端与所述第八开关管的第二导通共接作为所述第二开关单元的第四端；所述第二开关单元的第一端用于连接所述第二线圈的第一端，所述第二开关单元的第二端用于连接所述第二线圈的第二端，所述第二开关单元的第三端和第四端用于连接所述直流电源；对应地，所述根据所述第一方向确定所述第二开关单元中的待导通开关管和待关断开关管，包括：若所述第一方向为正向，则确定所述第五开关管和所述第八开关管为待导通开关管，确定所述第六开关管和所述第七开关管为待关断开关管；所述正向用于描述电流从所述第二线圈的第一端流向所述第二线圈的第二端；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帅，栾博悦，东伟，盛琳，
申请(专利权)人：茂睿芯深圳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：