【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于开关电源，具体涉及一种三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法。
技术介绍
1、双有源桥电路因为其电气隔离、高电压增益、软开关和双向功率传输等优点，在学术界引起广泛的研究。双有源桥电路广泛用于微电网、汽车、电池充电器、可再生能源、航空航天等领域。
2、传统的电压馈电型双有源桥(vf-dab)结构简单，但纹波电流大，应用在太阳能光伏接口和电池接口时，波动的电流可能会导致光伏板和电池的工作效率下降、寿命降低。相比之下，电流馈电型双有源桥(cf-dab)具有输入电流脉动小、固有短路保护、升压比高、无占空比丢失和易于电流控制等特点，因而更适用于光伏发电和燃料电池等应用场合。
3、虽然cf-dab具有上述诸多优点，但依然存在一些亟待解决的问题，比如开关管的零电压开关特性、电流应力特性以及硬换流等问题。cf-dab的上述特性与端口能源类型、原副边开关管的工作占空比、电路的输出功率等密切相关，只有合理的选择cf-dab转换器的运行参数，才能保证系统处于零电压开关状态，从而避免电路硬换流产生的电压尖峰可能对变换器稳定运行带来隐患。同时，cf-dab电路的电流应力特性也需要被着重考虑，通过对系统参数的优化来降低开关管和变压器的电流应力，不仅可以提升系统的可靠性，也可以降低功率器件和磁器件的损耗，从而提升整个电路的工作效率。
4、传统的电压馈电型全桥dc/dc转换器。如图1所示，虽然具有滤波元件少，控制系统单元中无较大的迟滞延时无源元件，动态响应性能迅速的优点。但该类转换器无法在大功率场合使用
5、传统的电流馈电型全桥dc/dc转换器，如图2所示，可在一定程度上提升电路的工作效率。但是该电路同时还存在控制策略实现难度大、参数设计不够精确等缺点，从而造成系统在不同工作状态的下的性能差异较大，影响其实用性。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在公开了一种三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，用于使cf-dab电路在各种工作条件下均能保持在最佳工作点，从而提升cf-dab的工作性能。
2、本专利技术公开了一种三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，包括：
3、将三端口电流馈电型双有源桥电路中变压器的原边绕组的脉冲宽度d1、副边绕组的脉冲宽度d2和原副边绕组电压波形之间的相位差为δ作为最佳工作点调整的第一、第二和第三参数；
4、根据给定的输出功率p、双有源桥电路的第一电源输入电压值、第二电源的输入电压值和输入电流值计算第一、第二和第三参数；并根据设定的第三参数δ的范围，确定出第二参数d2的取值范围；
5、在第二参数d2的取值范围内以预设间隔逐步进行参数扫描，并判断由第一参数d1、第二参数d2和第三参数δ所确定的变压器工作条件是否满足零电压开通条件或零电压开通宽泛条件，从而确定出在不同开通条件下的最佳工作点。
6、进一步地，所述三端口电流馈电型双有源桥电路包括第一端口、第二端口、第三端口、开关管s1-s8、变压器t、输入电容cin、输出电容cout、电感la、lb、第一电源和第二电源；
7、所述开关管s1-s4连接成逆变桥电路，逆变桥电路中开关管s1与s2串联；开关管s3与s4串联；第一端口的正、负极并联输入电容cin后连接逆变桥电路的输入端正、负极；逆变桥电路的输出端与变压器t的原边绕组连接；第二端口的负极与第一端口的负极连接，第二端口的正极通过电感la与开关管s1与s2的连接端连接；第二端口的正极还通过电感lb与开关管s3与s4的连接端连接；
8、所述开关管s5-s8连接成整流桥电路，整流桥电路中开关管s5与s6串联；开关管s7与s8串联；整流桥电路的输入端口与变压器t的副边绕组连接；整流桥电路的输出端口正、负极并联输出电容cout后连接第三端口的正、负极；
9、所述第一端口连接第一电源，第二端口连接第二电源，第三端口作为电路的输出端口。
10、进一步地，根据电感la和lb之间的伏秒平衡计算出原边绕组的脉冲宽度d1的表达式为：
11、d1＝vs2/vs1；
12、其中，vs1为第一电源的输入电压值，vs2为第二电源的输入电压值。
13、进一步地，原副边绕组电压波形之间的相位差δ的表达式为：
14、
15、其中，p为输出功率，f为原边绕组中电流频率，l为原边电感的电感值。
16、进一步地，在原副边绕组电压波形之间的相位差δ的范围为0～0.5时，副边绕组的脉冲宽度d2的最大值、最小值为：
17、
18、
19、其中，
20、进一步地，所述零电压开通条件为：保证开关管s1在导通前，通过开关管s1寄生二极管的电流为正；以及开关管s3在导通前，通过开关管s3寄生二极管的电流为负；
21、所述零电压开通宽泛条件为虽不满足零电压开通条件但变压器的电路满足以下条件：
22、原边绕组的电压正脉冲上升沿时的变压器电流为负；原边绕组的电压正脉冲下降沿时的变压器电流为正。
23、进一步地，在第二参数d2的取值范围内以预设间隔逐步进行参数扫描过程中，在第一参数d1、第二参数d2和第二参数δ始终不满足零电压开通宽泛条件时；
24、将最佳工作点设置为：第一参数的最佳值第二参数的最佳值第三参数的最佳值
25、进一步地，在第二参数d2的取值范围内以预设间隔逐步进行参数扫描过程中，在第一参数d1、第二参数d2和第二参数δ满足零电压开通宽泛条件但不满足零电压开通条件时；确定最佳工作点的过程包括：
26、1)确定变压器电流的有效值；
27、2)通过对第二参数d2的逐一迭代获得变压器最小的电流应力值；
28、3)以变压器最小的电流应力值对应的第一、第二和第三参数值作为最佳工作点对应的第一、第二和第三参数的最佳值。
29、进一步地，在第二参数d2的取值范围内逐步进行参数扫描过程中，在第一参数d1、第二参数d2和第二参数δ满足零电压开通宽泛条件但不满足零电压开通条件时；确定最佳工作点的过程包括：
30、1)确定变压器原边电流的有效值；
31、2)通过对第二参数d2的逐一迭代获得变压器最小的电流应力值；
32、3)以变压器最小的电流应力值对应的第一、第二和第三参数值作为最佳工作点对应的第一、第二和第三参数的最佳值。
33、进一步地，所述变压器原边电流的有效值：
34、
35、式中，i0为变压器原边绕组在t0时刻的电流；i1为变压器原边绕组在t1时刻的电流；i2为变压器原边绕组在t2时刻的电流；i3为变压器原边绕组在t3时刻的电流；i4为变压器原边绕组在t4时刻本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，所述三端口电流馈电型双有源桥电路包括第一端口、第二端口、第三端口、开关管S1-S8、变压器T、输入电容Cin、输出电容Cout、电感La、Lb、第一电源和第二电源；
3.根据权利要求2所述的三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，根据电感La和Lb之间的伏秒平衡计算出原边绕组的脉冲宽度d1的表达式为：
4.根据权利要求3所述的三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，原副边绕组电压波形之间的相位差δ的表达式为：
5.根据权利要求2所述的三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，在原副边绕组电压波形之间的相位差δ的范围为0～0.5时，副边绕组的脉冲宽度d2的最大值、最小值为：
6.根据权利要求1-5任一项所述的三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，所述零电压开通条件为：保证开关管S1在导通
7.根据权利要求6所述的三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，
9.根据权利要求6所述的三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，所述三端口电流馈电型双有源桥电路包括第一端口、第二端口、第三端口、开关管s1-s8、变压器t、输入电容cin、输出电容cout、电感la、lb、第一电源和第二电源；
3.根据权利要求2所述的三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，根据电感la和lb之间的伏秒平衡计算出原边绕组的脉冲宽度d1的表达式为：
4.根据权利要求3所述的三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于，原副边绕组电压波形之间的相位差δ的表达式为：
5.根据权利要求2所述的三端口电流馈电型双有源桥电路最佳工作点调整方法，其特征在于...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。