【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电学领域，具体涉及双向零电压开关(zvs)正激式隔离直流-直流变换器及其控制方法。
技术介绍
1、随着新能源发展，对隔离dc-dc变换器功能要求从单向能量传输转变为双向能量传输，并且所需传输的功率也不断地增加。在现有的隔离双向dc-dc变换器电路拓扑结构中，以llc或cllc以及全桥移相控制方案来完成。在llc或cllc以及全桥移相控制方案中均需要数个半桥电路组合构成。这半桥电路存在上下桥功率开关的直通风险；为了避免这直通风险，不得不在这上下桥功率开关的驱动电路增加相当复杂的电路，比如增加死区时间等。这些限制了开关频率fs和损失有效占空比d。由于输入输出的隔离要求，引入了高频开关变压器；由于高频开关变压器的原付边绕组，是否有可能利用绕组的特点来避免半桥结构而提高可靠性。
2、202011194205x的专利技术《零电压开关正激式直流-直流变换器及其控制法》，其能实现：无论输出电流是断续还是连续模式下，能够谐振复位输出隔离变压器；无论输出电流是断续还是连续模式下，能够使得原边mos管q1以零电压开关导通而达到降低开关损耗的效果。但是其尚存在以下不足之处：在该专利技术中，仅仅考虑单向的自原边向付边功率传输。如何使得这零电压开关正激式隔离直流-直流变换器能用于双向功率的隔离传输是本行业期待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种双向零电压开关正激式隔离直流-直流变换器(双向隔离dc-dc变换器)及其控制方法。本专利技术在双向隔离dc-
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种双向零电压开关正激式隔离直流-直流变换器(双向隔离dc-dc变换器)：包括正激式变压器、原边功率开关q、付边功率开关mos1、mos2和mos3，还包括reset&zvs ckt、激磁电感lm、电感l和电容cclamp；正激式变压器包括原边绕组np、付边绕组ns、复位绕组nt，所述原边绕组np与付边绕组ns、复位绕组nt经磁芯紧密耦合；原边vin与付边vo相应的与正激式变压器的原边绕组np与付边绕组ns耦合；
3、原边功率开关q和付边功率开关mos1和mos2的驱动是分别在原边地和付边地的共地驱动，reset&zvs ckt的功率开关qf是对reset&zvs ckt的地的共地驱动；
4、reset&zvs ckt的地连接到原边的地或付边的地(具体reset&zvs ckt的地是连接到原边的地还是付边的地是由具体实现的控制电路决定)；原付边功率开关q、付边功率开关mos1和mos2控制串入的电感l的平均电流大小和方向达到控制双向功率流的大小；付边功率开关mos3和电容cclamp用于限制付边功率开关mos2的漏源电压(即，相当电压钳位功能)。
5、作为本专利技术的双向零电压开关正激式直流-直流变换器(双向dc-dc变换器)的改进：
6、reset&zvs ckt包括谐振复位电容cr、二极管dr和功率开关qf，
7、vin为原边电压源，vin的正端分别与激磁电感lm的一端以及与正激式变压器np的同名端相连；np的非同名端与激磁电感lm的另一端并联后与原边功率开关q的漏极相连；
8、原边功率开关q的源极入地，原边功率开关q的栅极与控制电路的驱动电路的输出dr相连；vin的负端入地；
9、复位绕组nt的同名端与功率开关qf的漏极相连；功率开关qf的栅极与控制电路对应的驱动电路输出drf相连，功率开关qf的源极入地；
10、复位绕组nt的非同名端分别与谐振复位电容cr一端、二极管dr的负极相连，谐振电容cr的另一端与二极管dr的正极相连，而后入地；
11、vo为付边电压源；付边绕组ns的同名端分别与电感l的一端以及与付边功率开关mos2的漏极相连，电感l的另一端通过vo后入地；付边绕组ns的非同名端与付边功率开关mos1的漏极相连；付边功率开关mos1和mos2源极入地；付边功率开关mos1、mos2和mos3的栅极与控制电路对应的驱动电路输出dr1、dr2和dr3相连，电容cclamp一端与付边绕组ns的同名端和电感l的一端相连，电容cclamp另一端是与付边功率开关mos3的源极相连，付边功率开关mos3的漏极入地(即，电容cclamp的另一端是经功率开关mos3的体二极管入地)。
12、本专利技术还同时提供了一种双向零电压开关正激式直流-直流变换器的控制方法：包括正向功率传输和反向功率传输；
13、一、正向功率传输：
14、当双向零电压开关正激式直流-直流变换器(隔离dc-dc变换器)的功率流是自原边vin向付边vo传输时，原边功率开关q的导通和截至控制串入的电感l所传输的电流大小，达到控制传输功率大小的目的；
15、付边功率开关mos1和mos2是用于同步整流作用以减小导通损耗；
16、二、反向功率传输：
17、当双向零电压开关正激式直流-直流变换器(隔离dc-dc变换器)的功率流是自付边vo向原边vin传输时，付边功率开关mos1和mos2的导通和截至控制串入的电感l所传输的电流大小，达到控制传输功率大小的目的；原边功率开关q是用于同步整流作用以减小导通损耗。
18、作为本专利技术的双向零电压开关正激式直流-直流变换器的控制方法的改进：reset&zvs ckt的功率开关qf用于将正激式变压器谐振复位，从而保证正激式变压器能有效的完成功率流是自原边vin向付边vo传输或者自付边vo向原边vin传输。
19、作为本专利技术的双向零电压开关正激式直流-直流变换器的控制方法的进一步改进：
20、正向功率传输时(功率流是自原边vin向付边vo传输时)，功率电路的开关周期由电感储能时间段(t0～t1)、谐振复位时间段(t1～t2)、电感施放能量时间段(t1～t3)、调节自由度时间段(t2～t3)、零电压开通能量建立时间段(t3～t3+)这5个时间段组成；
21、谐振复位时间段(t1～t2)是由正激式变压器的激磁电感lm和谐振电容cr确定的固定时间段；当原边功率开关q和付边功率开关mos1截至后就进入谐振复位时间段(t1～t2)，同时电感l电流也进入电流衰减期，即进入电感释放能量时间段(t1～t3)，电感l继续对付边电压vo释放其储能，直至电感l的电流为零；在正向功率传输期间，电感施放能量时间段(t1～t3)是与谐振复位时间段(t1～t2)是共享的，使得电感l电流达到临界断续(没有死区时间)成为可能；
22、正向功率传输情况下，原边vin的输出电流是断续的，而付边vo接收的电流可以达到临界断续；在正向功率传输情况下，为了使得电感l的平均电流是自正激式变压器的付边绕组ns向付边vo，即功率流自原边传输到付边，对原边本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.双向零电压开关正激式隔离直流-直流变换器，其特征在于：包括正激式变压器、原边功率开关Q、付边功率开关MOS1、MOS2和MOS3，还包括RESET&ZVS CKT、激磁电感Lm、电感L和电容CClamp；正激式变压器包括原边绕组Np、付边绕组Ns、复位绕组Nt，所述原边绕组Np与付边绕组Ns、复位绕组Nt经磁芯紧密耦合；原边VIN与付边VO相应的与正激式变压器的原边绕组Np与付边绕组Ns耦合；
2.根据权利要求1所述的双向零电压开关正激式直流-直流变换器，其特征在于：
3.双向零电压开关正激式直流-直流变换器的控制方法，其特征在于：包括正向功率传输和反向功率传输。
4.根据权利要求3所述的双向零电压开关正激式直流-直流变换器的控制方法，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的双向零电压开关正激式直流-直流变换器的控制方法，其特征在于：RESET&ZVS CKT的功率开关QF用于将正激式变压器谐振复位，从而保证正激式变压器能有效的完成功率流是自原边VIN向付边VO传输或者自付边VO向原边VIN传输。
6.
7.根据权利要求3～5任一所述的双向零电压开关正激式直流-直流变换器的控制方法，其特征在于：
8.根据权利要求6或7所述的双向零电压开关正激式直流-直流变换器的控制方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.双向零电压开关正激式隔离直流-直流变换器，其特征在于：包括正激式变压器、原边功率开关q、付边功率开关mos1、mos2和mos3，还包括reset&zvs ckt、激磁电感lm、电感l和电容cclamp；正激式变压器包括原边绕组np、付边绕组ns、复位绕组nt，所述原边绕组np与付边绕组ns、复位绕组nt经磁芯紧密耦合；原边vin与付边vo相应的与正激式变压器的原边绕组np与付边绕组ns耦合；
2.根据权利要求1所述的双向零电压开关正激式直流-直流变换器，其特征在于：
3.双向零电压开关正激式直流-直流变换器的控制方法，其特征在于：包括正向功率传输和反向功率传输。
4.根据权利要求3所述的双...
【专利技术属性】
技术研发人员：翁大丰，
申请(专利权)人：杭州欧佩捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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