【技术实现步骤摘要】
技术介绍
技术实现思路
1、双有源桥转换器用于针对多个应用提供直流-直流(dc-dc)转换。一个此类应用是电动车辆充电站，在该电动车辆充电站中，双有源桥转换器接收源自ac电力网的dc电压，将接收到的dc电压转换为另一dc电压，并且将经转换的dc电压提供给电动车辆的充电端口。另一个此类应用是在电动车辆中，在该电动车辆中，dab转换器接收源自车辆电池的dc电压，将接收到的dc电压转换为另一dc电压，并且在电动车辆的输出端口处或者向电动车辆的电力系统提供经转换的dc电压。在一种方法中，在轻负载条件期间使用三相移(tps)调制方案来操作dab转换器，以尝试实现zvs和零电流开关(zcs)。然而，常规dab转换器可能无法在宽操作范围下实现zvs(例如，由于栅极抖动、变压器电流偏置、非对称开关延迟等)。另外，对于某些dab转换器(例如，使用基于宽带隙(wbg)的功率半导体开关)，zcs可减少开关的关断时间，从而在相同相臂的互补开关接通时增加开关损耗。
2、为了提高效率，本公开提供了用于控制dab转换器(例如，dc-dc转换器)以通过扩展zvs并避免zcs来提高效率的系统和方法。例如，本公开利用差模(dm)调整变量和共模(cm)调整变量中的至少一者来修改dab转换器的初级侧占空比和次级侧占空比中的至少一者(例如，dab转换器的内部相移角)以扩展zvs并避免zcs。通过在这些条件下操作dab转换器，可以减少开关损耗、温度上升、电磁干扰(emi)和故障率。
3、提供一种用于操作dab转
4、在一些实施方案中，修改第一占空比和第二占空比中的至少一者可以包括修改第一占空比和第二占空比中的至少一者，使得变压器的电流在次级桥关断之前改变极性。
5、在一些实施方案中，dm调整变量可以基于检测到的总线电压、变压器的漏电感和第一增益，并且cm调整变量可以基于dab转换器的死区时间和第二增益。
6、在一些实施方案中，dm调整变量可以是第一增益和变压器的漏电感与检测到的总线电压的比率的乘积。
7、在一些实施方案中，cm调整变量可以是第二增益和初级桥或次级桥的互锁开关之间的死区时间的乘积。
8、在一些实施方案中，当变压器的电流的极性与次级桥的次级总线电压的极性相反时，次级桥可以在初级桥之前关断。
9、在一些实施方案中，修改第一占空比和第二占空比中的至少一者可以包括修改第一占空比和第二占空比中的至少一者以避免dab转换器的零电流开关(zcs)。
10、在一些实施方案中，修改第一占空比和第二占空比中的至少一者可以包括修改第一占空比和第二占空比中的至少一者使得：在变压器的初级侧电压的每一上升沿，变压器的电流是负的；在变压器的初级侧电压的每一下降沿，变压器的电流是正的；在变压器的次级侧电压的每一上升沿，变压器的电流是正的；在变压器的次级侧电压的每一下降沿，变压器的电流是负的。
11、在一些实施方案中，检测总线电压可以包括：检测初级桥的初级总线电压；检测次级桥的次级总线电压；以及选择初级总线电压和次级总线电压中具有较小电压波动的总线电压作为检测到的总线电压。
12、提供一种用于操作dab转换器的方法，该dab转换器包括初级桥、次级桥和将初级桥耦合到次级桥的变压器。该方法包括：检测dab转换器的总线电压；基于检测到的总线电压确定何时关断初级桥和次级桥，使得对于初级桥和次级桥的一个或多个开关实现零电压开关(zvs)；以及使得被提供给初级桥和次级桥的相应开关的多个开关控制信号基于该确定根据基于时间的开关序列进行切换。
13、在一些实施方案中，该方法进一步包括在关断初级桥之前关断次级桥。
14、在一些实施方案中，确定何时关断初级桥和次级桥可以包括：确定差模(dm)调整变量和共模(cm)调整变量；基于所确定的dm调整变量和cm调整变量来修改初级桥的第一占空比和次级桥的第二占空比中的至少一者。
15、提供了一种用于控制双有源桥(dab)转换器的系统，该dab转换器具有初级桥、次级桥和将初级桥耦合到次级桥的变压器。该系统包括dab转换器的端口、耦合到dab转换器的开关的多个输出端口和耦合到该端口和该多个输出端口的控制电路系统。控制电路系统被配置为：经由该端口检测dab转换器的总线电压；确定初级桥的第一占空比和次级桥的第二占空比；基于检测到的总线电压通过调整差模(dm)调整变量和共模(cm)调整变量中的至少一者来修改第一占空比和第二占空比中的至少一者；以及使得被提供给初级桥和次级桥的相应开关的多个开关控制信号基于第一占空比和第二占空比根据基于时间的开关序列进行切换。
16、在一些实施方案中，控制电路系统可以被配置为通过修改第一占空比和第二占空比中的至少一者使得变压器的电流在次级桥关断之前改变极性来修改第一占空比和第二占空比中的至少一者。
17、在一些实施方案中，dab转换器的开关中的每个开关是基于氮化镓(gan)的半导体或基于碳化硅(sic)的半导体。
18、在一些实施方案中，dm调整变量可以是第一增益和变压器的漏电感与检测到的总线电压的比率的乘积，并且cm调整变量可以是第二增益和初级桥或次级桥的互锁开关之间的死区时间的乘积。
19、在一些实施方案中，当变压器的电流的极性与次级桥的次级总线电压的极性相反时，次级桥可以在初级桥之前关断。
20、在一些实施方案中，控制电路系统可以被配置为通过修改第一占空比和第二占空比中的至少一者以避免dab转换器的零电流开关(zcs)来修改第一占空比和第二占空比中的至少一者。
21、在一些实施方案中，控制电路系统可以被配置为通过以下方式来修改第一占空比和第二占空比中的至少一者：修改第一占空比和第二占空比中的至少一者使得：在变压器的初级侧电压的每一上升沿，变压器的电流是负的；在变压器的初级侧电压的每一下降沿，变压器的电流是正的；在变压器的次级侧电压的每一上升沿，变压器的电流是正的；在变压器的次级侧电压的每一下降沿，变压器的电流是负的。
22、在一些实施方案中，控制电路系统可以被配置为通过以下方式来检测总线电压：检测初级桥的初级总线电压；检测次级桥的次级总线电压；以及选择初级总线电压和次级总线电压中具有较小电压波动的总线电压作为检测到的总线电压。
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1.一种方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者包括修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者，使得所述变压器的电流在所述次级桥关断之前改变极性。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述DM调整变量是第一增益和所述变压器的漏电感与所述检测到的总线电压的比率的乘积。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述CM调整变量是第二增益和所述初级桥或所述次级桥的互锁开关之间的死区时间的乘积。
6.根据权利要求1所述的方法，其中当所述变压器的所述电流的极性与所述次级桥的次级总线电压的极性相反时，所述次级桥在所述初级桥之前关断。
7.根据权利要求1所述的方法，其中修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者包括修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者以避免所述DAB转换器的零电流开关(ZCS)。
8.根据权利要求1所述的方法，其中修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者包括修改所述第一占空比和所述
9.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述总线电压包括：
10.一种方法，所述方法包括：
11.根据权利要求10所述的方法，所述方法进一步包括在关断所述初级桥之前关断所述次级桥。
12.根据权利要求10所述的方法，确定何时关断所述初级桥和所述次级桥包括：
13.一种用于控制双有源桥(DAB)转换器的系统，所述DAB转换器具有初级桥、次级桥和将所述初级桥耦合到所述次级桥的变压器，所述系统包括：
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制电路系统被配置为通过修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者使得所述变压器的电流在所述次级桥关断之前改变极性来修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者。
15.根据权利要求13所述的系统，其中所述DAB转换器的所述开关中的每个开关是基于氮化镓(GaN)的半导体或基于碳化硅(SiC)的半导体。
16.根据权利要求13所述的系统，其中：
17.根据权利要求13所述的系统，其中当所述变压器的所述电流的极性与所述次级桥的次级总线电压的极性相反时，所述次级桥在所述初级桥之前关断。
18.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制电路系统被配置为通过修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者以避免所述DAB转换器的零电流开关(ZCS)来修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者。
19.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制电路系统被配置为通过以下方式来修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者：修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者使得：
20.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制电路系统被配置为通过以下方式来检测所述总线电压：
...【技术特征摘要】
1.一种方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者包括修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者，使得所述变压器的电流在所述次级桥关断之前改变极性。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述dm调整变量是第一增益和所述变压器的漏电感与所述检测到的总线电压的比率的乘积。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述cm调整变量是第二增益和所述初级桥或所述次级桥的互锁开关之间的死区时间的乘积。
6.根据权利要求1所述的方法，其中当所述变压器的所述电流的极性与所述次级桥的次级总线电压的极性相反时，所述次级桥在所述初级桥之前关断。
7.根据权利要求1所述的方法，其中修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者包括修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者以避免所述dab转换器的零电流开关(zcs)。
8.根据权利要求1所述的方法，其中修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者包括修改所述第一占空比和所述第二占空比中的至少一者，使得：
9.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述总线电压包括：
10.一种方法，所述方法包括：
11.根据权利要求10所述的方法，所述方法进一步包括在关断所述初级桥之前关断所述次级桥。
12.根据权利要求10所述的方法，确...
【专利技术属性】
技术研发人员：史晏君，Z·莫哈杰拉尼，魏立翔，M·N·R·马瓦利，
申请(专利权)人：瑞维安知识产权控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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