一種基于級聯(lián)雙向dc-dc變換器的控制方法
【技術領域】
[0002] 本發(fā)明設及一種基于級聯(lián)雙向DC-DC變換器的控制方法。
[0003]
【背景技術】
[0004] 在級聯(lián)雙向DC-DC變換器中，第一級DC-DC變換器為雙向移相全橋，目前大多數雙 向移相全橋控制策略基本如下： 一、雙向移相全橋隔離變壓器一側開關器件移相，另一側利用開關器件并聯(lián)的二極管 整流的控制策略，此種控制方式下，開關器件無法在輕載時實現(xiàn)軟開通，且開關器件并聯(lián)的 二極管整流，二極管存在反向恢復問題，損耗大，級聯(lián)雙向DC-DC變換器的效率低。
[0005] 二、雙向移相全橋隔離變壓器兩側開關管互相移相，此種控制方式，雖然能夠實現(xiàn) 全負載軟開通，但無法顧及全負載范圍內諧振電感電流有效值，且控制方式復雜。
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【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種基于級聯(lián)雙向DC-DC變換器的控制方法，實現(xiàn)變換器中 雙向移相全橋所有開關器件在全負載范圍內軟開通；在傳輸相同功率時，實現(xiàn)諧振電感電 流有效值達到最小，降低雙向移相全橋開關器件的開通損耗和導通損耗，W及變壓器損耗， 提局效率。
[0008] 為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是： 一種基于級聯(lián)雙向DC-DC變換器的控制方法，所述控制方法包括W下步驟： (1) 設置級聯(lián)雙向DC-DC變換器：所述級聯(lián)雙向DC-DC變換器包括級聯(lián)在電容兩側的 第一DC-DC變換器和第二DC-DC變換器、與所述第一DC-DC變換器相連接的第一電源、與所 述第二DC-DC變換器相連接的第二電源、用于控制所述電容兩端電壓的控制單元； 所述第一DC-DC變換器包括變壓器、設于所述變壓器初級側的第一雙向移相全橋電 路、設于所述變壓器次級側的第二雙向移相全橋電路，所述變壓器的線圈應比為N ; 所述第一雙向移相全橋電路包括相互串聯(lián)形成第一橋臂的第一開關管和第二開關管、 相互串聯(lián)形成第二橋臂的第=開關管和第四開關管； 所述第二雙向移相全橋電路包括相互串聯(lián)形成第=橋臂的第五開關管和第六開關管、 相互串聯(lián)形成第四橋臂的第屯開關管和第八開關管； 所述第二DC-DC變換器為非隔離DC-DC變換器； (2) 當所述級聯(lián)雙向DC-DC變換器能量從所述第一電源流向所述第二電源時，所述第 一開關管、所述第四開關管、所述第二開關管、所述第=開關管的相位對應的超前所述第五 開關管、所述第八開關管、所述第六開關管、所述第屯開關管的相位，所述控制單元控制所 述電容兩端的電壓為所述第一電源兩端電壓的N倍，使所述級聯(lián)雙向DC-DC變換器的開關 器件在全負載范圍內實現(xiàn)軟開關； (3)當所述級聯(lián)雙向DC-DC變換器能量從所述第二電源流向所述第一電源時，所述第 一開關管、所述第四開關管、所述第二開關管、所述第=開關管的相位對應的滯后所述第五 開關管、所述第八開關管、所述第六開關管、所述第屯開關管的相位，所述控制單元控制所 述電容兩端的電壓為所述第一電源兩端電壓的N倍，使所述級聯(lián)雙向DC-DC變換器的開關 器件在全負載范圍內實現(xiàn)軟開關。
[0009] 優(yōu)選地，在所述步驟（2)中，所述第二DC-DC變換器工作在Boost模式。
[0010] 優(yōu)選地，在所述步驟（3)中，所述第二DC-DC變換器工作在Buck模式。
[0011] 優(yōu)選地，在所述步驟（2)和所述步驟（3)中，所述第一開關管、所述第四開關管的 驅動信號相同，且分別與所述第二開關管、所述第=開關管的信號相斥。
[0012] 優(yōu)選地，在所述步驟（2)和所述步驟（3)中，所述第五開關管、所述第八開關管的 驅動信號相同，且分別與所述第六開關管、所述第屯開關管的信號相斥。
[0013] 由于上述技術方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點：本發(fā)明一種基 于級聯(lián)雙向DC-DC變換器的控制方法，相對簡單，通過控制單元控制電容電壓等于第一電 源電壓與變壓器線圈應比N的乘積，能夠實現(xiàn)級聯(lián)雙向DC-DC變換器所有開關器件在全負 載范圍軟開關。同時，在傳輸相同功率時，其諧振電感電流有效值能達到最小。提高了級聯(lián) 雙向DC-DC變換器的整體效率。
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【附圖說明】
[0015] 附圖1為本發(fā)明方法中級聯(lián)雙向DC-DC變換器整體示意圖； 附圖2為本發(fā)明方法中級聯(lián)雙向DC-DC變換器主功率示意圖； 附圖3為步驟（2)中第一 DC-DC變換器驅動時序及電感電流示意圖，其中td為死區(qū)時 間； 附圖4為步驟（3)中第一 DC-DC變換器驅動時序及電感電流示意圖，其中td為死區(qū)時 間。
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【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖來對本發(fā)明的技術方案作進一步的闡述。
[0018] 參見圖1-4所示，上述一種基于級聯(lián)雙向DC-DC變換器的控制方法，該控制方法包 括W下步驟： (1)設置級聯(lián)雙向DC-DC變換器：該級聯(lián)雙向DC-DC變換器包括級聯(lián)在電容Cl兩側的 第一 DC-DC變換器和第二DC-DC變換器、與該第一 DC-DC變換器相連接的第一電源DCl、與 該第二DC-DC變換器相連接的第二電源DC2、用于控制該電容Cl兩端電壓的控制單元101 ; 該第一電源DCl兩端電壓為VDCl，該第二電源DC2兩端電壓為VDC2,該電容Cl兩端電 壓為Vbus ; 該第一 DC-DC變換器包括變壓器TXl、設于該變壓器TXl初級側的第一雙向移相全橋電 路、設于該變壓器TXl次級側的第二雙向移相全橋電路，該變壓器TXl的線圈應比為N ;該 第一雙向移相全橋電路包括相互串聯(lián)形成第一橋臂的第一開關管Ql和第二開關管Q2、相 互串聯(lián)形成第二橋臂的第=開關管Q3和第四開關管Q4,該變壓器TXl初級側的一端連接至 該第一橋臂的中屯、點上，該變壓器TXl初級側的另一端連接至該第二橋臂的中屯、點上； 該第二雙向移相全橋電路包括相互串聯(lián)形成第=橋臂的第五開關管Q5和第六開關管 Q6、相互串聯(lián)形成第四橋臂的第屯開關管Q7和第八開關管Q8,該變壓器TXl次級側的一端 設有第一電感LI,該第一電感Ll連接至該第=橋臂的中屯、點上，該變壓器TXl次級側的另 一端連接至該第四橋臂的中屯、點上； 該第二DC-DC變換器為非隔離DC-DC變換器，該第二DC-DC變換器包括一端連接在 電容Cl上的第二電感L2,并聯(lián)在該第二電感L2另一端上的第九開關管Q9和第十開關管 QlO ; (2) 當該級聯(lián)雙向DC-DC變換器能量從該第一電源