双向有源全桥变压器优化方法、装置、设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了双向有源全桥变压器优化方法、装置、设备和存储介质，方法包括：将变压器的运行状态分为升压、降压和匹配状态；在升压状态，根据移相时间、死区时间、副边和原边器件关断时刻、电感电流过零时刻和原边器件关断时刻的电感电流方向确定若干第一模态，获取在各第一模态的特性数据；与升压状态不同的是，降压状态根据副边器件关断时刻的电感电流方向确定若干第二模态，获取在各第二模态的特性数据；在匹配状态，根据副边器件关断时刻的电感电流方向、原边器件关断时刻和电感电流过零时刻确定若干第三模态，获取在各第三模态的特性数据；根据特性数据优化变压器的漏感参数。本发明专利技术能对变压器的漏感参数进行优化，提升其功率传输性能。率传输性能。率传输性能。

【技术实现步骤摘要】
双向有源全桥变压器优化方法、装置、设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及变压器
，尤其是涉及双向有源全桥变压器优化方法、装置、设备和存储介质。

技术介绍

[0002]变压器是一种用来实现电能变换的重要设备，也是电力系统中的关键组成部分。大容量中频隔离变压器是直流输配电系统中实现电网互联、高电压电气隔离以及大功率传输的关键设备，是整体提升系统功率密度的有效手段。
[0003]与电力系统中传统的工频隔离变压器不同，大容量中频隔离变压器作为电力电子变压器PET的核心基础器件，往往具有高工作频率、高电压变化率(dv/dt)、高电流变化率(di/dt)、高功率密度、高集成度、高损耗密度等特征，大容量中频隔离变压器面临集肤及临近效应影响加强，磁芯及绕组损耗显著增大，温升严重以及漏磁损耗大等问题。同时，电压极性反转、相位漂移、暂态偏置、交流链振荡等电力电子变压器高频端口复杂模态也会作用于变压器本体。
[0004]变压器在实际工作中，为了防止桥臂直通，必须在开关管中增加死区时间。但是增加死区会导致变换器开关特性的改变；尤其是在高频和轻载状态下，死区时间在开关周期内的占比越大，对开关特性的影响越明显，造成交流端口波形畸变，从而导致电力电子变压器参数设计不准确。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供双向有源全桥变压器优化方法、装置、设备和存储介质，以解决现有技术中没有评估死区时间与移相时间的差异对变压器特性的影响从而导致变压器参数设计不准确的技术问题。
[0006]本专利技术的目的，可以通过如下技术方案实现：
[0007]方案一，本专利技术提供了双向有源全桥变压器优化方法，包括：
[0008]根据电压变换比将双向有源全桥变压器的运行状态分为升压状态、降压状态和匹配状态；
[0009]对于所述升压状态，根据移相时间、死区时间、副边器件关断时刻、原边器件关断时刻、电感电流过零时刻和所述原边器件关断或开通时刻的电感电流方向确定若干第一模态，获取所述变压器在各所述第一模态的特性数据；所述特性数据包括所述变压器发生电压极性反转和/或相位漂移现象时的电感电压和电感电流数据，所述电感电压是根据所述变压器的一次侧电压和二次侧电压确定的；
[0010]对于所述降压状态，根据所述移相时间、所述死区时间、所述副边器件关断时刻、所述原边器件关断时刻、所述电感电流过零时刻和所述副边器件关断或开通时刻的电感电流方向确定若干第二模态，获取所述变压器在各所述第二模态的所述特性数据；
[0011]对于所述匹配状态，根据所述副边器件关断时刻的电感电流方向、所述原边器件
关断时刻和所述电感电流过零时刻确定若干第三模态，获取所述变压器在各所述第三模态的所述特性数据；
[0012]根据所述特性数据优化所述变压器的漏感参数，以提升所述变压器的功率传输和漏磁损耗性能。
[0013]可选地，所述原边器件关断时刻包括原边第一器件关断时刻和原边第二器件关断时刻，所述副边器件关断时刻包括副边第一器件关断时刻和副边第二器件关断时刻，所述对于所述升压状态，根据移相时间、死区时间、副边器件关断时刻、原边器件关断时刻、电感电流过零时刻和所述原边器件关断或开通时刻的电感电流方向确定若干第一模态的步骤，包括：
[0014]当所述移相时间≥所述死区时间、且所述原边第一器件关断时刻的电感电流方向为正向、且第一时间差≥所述死区时间时，得到第一个所述第一模态；
[0015]当所述移相时间≥所述死区时间、且所述原边第一器件关断时刻的电感电流方向为正向、且所述第一时间差＜所述死区时间时，得到第二个所述第一模态；
[0016]当所述移相时间≥所述死区时间、且所述原边第一器件关断时刻的电感电流方向为负时，得到第三个所述第一模态；
[0017]当所述移相时间＜所述死区时间、且所述原边第一器件关断时刻的电感电流方向为正向、且第二时间差≥所述死区时间时，得到第四个所述第一模态；
[0018]当所述移相时间＜所述死区时间、且所述原边第一器件关断时刻的电感电流方向为正向、且所述第二时间差＜所述死区时间时，得到第五个所述第一模态；
[0019]当所述移相时间＜所述死区时间、且所述原边第一器件关断时刻的电感电流方向为负时，得到第六个所述第一模态；
[0020]其中，所述第一时间差是所述电感电流过零时刻与所述原边第一器件关断时刻的时间差；所述第二时间差是所述电感电流过零时刻与所述副边第二器件关断时刻的时间差。
[0021]可选地，所述原边器件关断时刻包括原边第一器件关断时刻和原边第二器件关断时刻，所述副边器件关断时刻包括副边第一器件关断时刻和副边第二器件关断时刻，对于所述降压状态，根据所述移相时间、所述死区时间、所述副边器件关断时刻、所述原边器件关断时刻、所述电感电流过零时刻和所述副边器件关断或开通时刻的电感电流方向确定若干第二模态的步骤，包括：
[0022]当所述移相时间≥所述死区时间、且所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为正向、且第一时间差≥所述死区时间时，得到第一个所述第二模态；
[0023]当所述移相时间≥所述死区时间、且所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为正向、且所述第一时间差＜所述死区时间时，得到第二个所述第二模态；
[0024]当所述移相时间＜所述死区时间、且所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为正向、且第三时间差≤所述移相时间时，得到第三个所述第二模态；
[0025]当所述移相时间＜所述死区时间、且所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为正向、且所述第三时间差≥所述移相时间时，得到第四个所述第二模态；
[0026]当所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为负、且所述死区时间≥初始死区时间与所述移相时间的时间差时，得到第五个所述第二模态；
[0027]当所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为负、且所述死区时间＜初始死区时间与所述移相时间的时间差时，得到第六个所述第二模态；
[0028]其中，所述第一时间差是所述电感电流过零时刻与所述原边第一器件关断时刻的时间差；所述第二时间差是所述电感电流过零时刻与所述副边第二器件关断时刻的时间差；所述第三时间差是所述副边第一器件关断时刻与所述电感电流过零时刻的时间差；所述初始死区时间是使所述副边第一器件关断时刻的电感电流为零的死区时间。
[0029]可选地，所述原边器件关断时刻包括原边第一器件关断时刻和原边第二器件关断时刻，所述副边器件关断时刻包括副边第一器件关断时刻和副边第二器件关断时刻，对于所述匹配状态，根据所述副边器件关断时刻的电感电流方向、所述原边器件关断时刻和所述电感电流过零时刻确定若干第三模态的步骤，包括：
[0030]当所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为正向、且第一时间差≥所述死区时间时，得到第一个所述第三模态；
[0031]当所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为正向、且第一时间差＜所述死区时间时，得到第二个所述第三模态；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.双向有源全桥变压器优化方法，其特征在于，包括：根据电压变换比将双向有源全桥变压器的运行状态分为升压状态、降压状态和匹配状态；对于所述升压状态，根据移相时间、死区时间、副边器件关断时刻、原边器件关断时刻、电感电流过零时刻和所述原边器件关断或开通时刻的电感电流方向确定若干第一模态，获取所述变压器在各所述第一模态的特性数据；所述特性数据包括所述变压器发生电压极性反转和/或相位漂移现象时的电感电压和电感电流数据，所述电感电压是根据所述变压器的一次侧电压和二次侧电压确定的；对于所述降压状态，根据所述移相时间、所述死区时间、所述副边器件关断时刻、所述原边器件关断时刻、所述电感电流过零时刻和所述副边器件关断或开通时刻的电感电流方向确定若干第二模态，获取所述变压器在各所述第二模态的所述特性数据；对于所述匹配状态，根据所述副边器件关断时刻的电感电流方向、所述原边器件关断时刻和所述电感电流过零时刻确定若干第三模态，获取所述变压器在各所述第三模态的所述特性数据；根据所述特性数据优化所述变压器的漏感参数，以提升所述变压器的功率传输和漏磁损耗性能。2.根据权利要求1所述的双向有源全桥变压器优化方法，其特征在于，所述原边器件关断时刻包括原边第一器件关断时刻和原边第二器件关断时刻，所述副边器件关断时刻包括副边第一器件关断时刻和副边第二器件关断时刻，所述对于所述升压状态，根据移相时间、死区时间、副边器件关断时刻、原边器件关断时刻、电感电流过零时刻和所述原边器件关断或开通时刻的电感电流方向确定若干第一模态的步骤，包括：当所述移相时间≥所述死区时间、且所述原边第一器件关断时刻的电感电流方向为正向、且第一时间差≥所述死区时间时，得到第一个所述第一模态；当所述移相时间≥所述死区时间、且所述原边第一器件关断时刻的电感电流方向为正向、且所述第一时间差＜所述死区时间时，得到第二个所述第一模态；当所述移相时间≥所述死区时间、且所述原边第一器件关断时刻的电感电流方向为负时，得到第三个所述第一模态；当所述移相时间＜所述死区时间、且所述原边第一器件关断时刻的电感电流方向为正向、且第二时间差≥所述死区时间时，得到第四个所述第一模态；当所述移相时间＜所述死区时间、且所述原边第一器件关断时刻的电感电流方向为正向、且所述第二时间差＜所述死区时间时，得到第五个所述第一模态；当所述移相时间＜所述死区时间、且所述原边第一器件关断时刻的电感电流方向为负时，得到第六个所述第一模态；其中，所述第一时间差是所述电感电流过零时刻与所述原边第一器件关断时刻的时间差；所述第二时间差是所述电感电流过零时刻与所述副边第二器件关断时刻的时间差。3.根据权利要求1所述的双向有源全桥变压器优化方法，其特征在于，所述原边器件关断时刻包括原边第一器件关断时刻和原边第二器件关断时刻，所述副边器件关断时刻包括副边第一器件关断时刻和副边第二器件关断时刻，对于所述降压状态，根据所述移相时间、所述死区时间、所述副边器件关断时刻、所述原边器件关断时刻、所述电感电流过零时刻和
所述副边器件关断或开通时刻的电感电流方向确定若干第二模态的步骤，包括：当所述移相时间≥所述死区时间、且所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为正向、且第一时间差≥所述死区时间时，得到第一个所述第二模态；当所述移相时间≥所述死区时间、且所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为正向、且所述第一时间差＜所述死区时间时，得到第二个所述第二模态；当所述移相时间＜所述死区时间、且所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为正向、且第三时间差≤所述移相时间时，得到第三个所述第二模态；当所述移相时间＜所述死区时间、且所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为正向、且所述第三时间差≥所述移相时间时，得到第四个所述第二模态；当所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为负、且所述死区时间≥初始死区时间与所述移相时间的时间差时，得到第五个所述第二模态；当所述副边第二器件关断时刻的电感电流方向为负、且所述死区时间＜初始死区时间与所述移相时间的时间差时，得到第六个所述第二模态；其中，所述第一时间差是所述电感电流过零时刻与所述原边第一器件关断时刻的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟鸿，赵思诚，陈秋霖，卓然，王邸博，黄之明，成传晖，高萌，郭谨宁，贺柱，颜靖东，张云，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：