連接第=全橋變換電路3的負(fù)輸入端，第九二極 管化的陰極連接第十一二極管化I的陰極構(gòu)成第=全橋變換電路3的正輸出端，第十二極管 化O的陽極連接第十二二極管化2的陽極構(gòu)成第=全橋變換電路3的負(fù)輸出端，第九二極管化 的陽極分別連接第十二極管化O的陰極和隔離變壓器T3副邊繞組化3的同名端，第十一二極管 化1的陽極分別連接第十二二極管化2的陰極和隔離變壓器T3副邊繞組化3的異名端;濾波電 感Lf的一端連接第一全橋變換電路1的正輸出端，濾波電感Lf的另一端連接濾波電容Cf的一 端，濾波電容Cf的另一端連接第=全橋變換電路3的負(fù)輸出端;第一~第十二開關(guān)管均具有 反并聯(lián)二極管。
[0013] 本申請的直直變換器通過第一~第十二開關(guān)管的接通和關(guān)斷，在第一~第=全橋 變換電路的輸出端產(chǎn)生各自整流輸出電壓Urecl~Urec3,整流輸出電壓Urecl~Urec3共同作用 產(chǎn)生總的整流輸出電壓Uab,并且總的整流輸出電壓Uab經(jīng)過濾波電路4維持輸出電壓不變， 且不同的開關(guān)組合可產(chǎn)生第一~第四種工作模式。本申請的直直變換器任何時刻只工作在 四種工作模式中的一種工作模式。本申請選擇直直變換器控制方法中的一種情況進(jìn)行分 析。
[0014] 假設(shè)各變壓器的副原邊應(yīng)數(shù)比n相同，本申請的直直變換器輸入輸出電壓關(guān)系為
[0016] 式中，d為開關(guān)管的占空比，即導(dǎo)通時間ton/開關(guān)周期fs。
[0017] 當(dāng)突加負(fù)載或者化n小于等于U。/(化)時，直直變換器工作在第一種工作模式。具體 如下:第一~第八開關(guān)管的導(dǎo)通時間為開關(guān)周期的一半，實現(xiàn)第一和第二全橋變換電路的 整流輸出電壓Urecl和Urec2都為高電平，第九~第十二開關(guān)管的導(dǎo)通時間可調(diào)，實現(xiàn)第=全橋 變換電路的整流輸出電壓&6。3為脈沖寬度調(diào)制波形，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓Ud的目的。
[0018] 當(dāng)化n大于U。/(化)且小于等于Uo/n時，直直變換器工作在第二種工作模式。具體如 下:第一~第四開關(guān)管的導(dǎo)通時間為開關(guān)周期的一半，實現(xiàn)第一全橋變換電路的整流輸出 電壓Urecl為高電平，第五~第八開關(guān)管的導(dǎo)通時間可調(diào)，實現(xiàn)第二全橋變換電路的整流輸 出電壓山6。2為脈沖寬度調(diào)制波形，第九~第十二開關(guān)管都關(guān)斷，實現(xiàn)第S全橋變換電路的 整流輸出電壓&6。3為0，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓Ud的目的。
[0019] 當(dāng)化n大于Uo/n時，直直變換器工作在第=種工作模式。具體如下：第一~第四開關(guān) 管的導(dǎo)通時間可調(diào)，實現(xiàn)第一全橋變換電路的整流輸出電壓Urecl為脈沖寬度調(diào)制波形，第 五~第十二開關(guān)管都關(guān)斷，實現(xiàn)第二和第=全橋變換電路的整流輸出電壓Urec2和Urec3都為 0,達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓U。的目的。
[0020] 當(dāng)突卸負(fù)載時，直直變換器工作在第四種工作模式。具體如下:第一~第十二開關(guān) 管都關(guān)斷，實現(xiàn)第一~第S全橋變換電路的整流輸出電壓Urecl~Urec3都為0,達(dá)到穩(wěn)定輸出 電壓Ud的目的。
[0021] 第一~第十二開關(guān)元件為IGBT或M0SFET。輸入電源化n為蓄電池、燃料電池或光伏 電池中的一種。第一~第十二二極管為碳化娃二極管或快恢復(fù)二極管。第一~第=隔離變 壓器原副邊的變比可相同也可不同。第一~第=隔離變壓器不禪合。第一~第=全橋變換 電路采用移相控制或脈沖寬度調(diào)制控制。第一~第四種工作模式由輸入電壓和所帶負(fù)載的 大小確定。
【主權(quán)項】
1. 一種直直變換器的控制方法，包括輸入電源uin、第一全橋變換電路1、第二全橋變換 電路2、第三全橋變換電路3和濾波電路4,其中第一全橋變換電路1包括第一開關(guān)管5 1、第二 開關(guān)管S2、第三開關(guān)管S3、第四開關(guān)管S4、隔尚變壓器Tl、第一二極管Dl、第二二極管D2、第三 二極管D 3和第四二極管D4,第二全橋變換電路2包括第五開關(guān)管&、第六開關(guān)管S6、第七開關(guān) 管S7、第八開關(guān)管S8、隔尚變壓器T2、第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7和第八二極 管D 8,第三全橋變換電路3包括第九開關(guān)管S9、第十開關(guān)管S1Q、第十一開關(guān)管Sn、第十二開關(guān) 管S 12、隔離變壓器T3、第九二極管D9、第十二極管D1Q、第十一二極管Dn和第十二二極管0 12， 濾波電路4包括濾波電感Lf和濾波電容Cf;具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為:輸入電源U in的正極分別連接第 一全橋變換電路1的正輸入端、第二全橋變換電路2的正輸入端和第三全橋變換電路3的正 輸入端，輸入電壓Uin的負(fù)極分別連接第一全橋變換電路1的負(fù)輸入端、第二全橋變換電路2 的負(fù)輸入端和第三全橋變換電路3的負(fù)輸入端;第一全橋變換電路1的正輸入端連接第一開 關(guān)管Si的一端和第三開關(guān)管&的一端，第一開關(guān)管Si的另一端連接隔離變壓器1^原邊繞組 NP1的異名端和第二開關(guān)管&的一端，第三開關(guān)管&的另一端連接隔離變壓器1^原邊繞組NP1 的同名端和第四開關(guān)管S4的一端，第二開關(guān)管&的另一端和第四開關(guān)管S4的另一端連接第 一全橋變換電路1的負(fù)輸入端，第一二極管Di的陰極連接第三二極管D3的陰極構(gòu)成第一全橋 變換電路1的正輸出端，第二二極管D 2的陽極連接第四二極管D4的陽極構(gòu)成第一全橋變換電 路1的負(fù)輸出端，第一二極管Di的陽極分別連接第二二極管D 2的陰極和隔離變壓器Ti副邊繞 組?^的同名端，第三二極管D2的陽極分別連接第四二極管D 4的陰極和隔離變壓器Ti副邊繞 組Nsi的異名端;第二全橋變換電路2的正輸入端連接第五開關(guān)管S5的一端和第七開關(guān)管S7 的一端，第五開關(guān)管&的另一端連接隔離變壓器1~ 2原邊繞組NP2的異名端和第六開關(guān)管S6的 一端，第七開關(guān)管S 7的另一端連接隔離變壓器1~2原邊繞組NP2的同名端和第八開關(guān)管S8的一 端，第五開關(guān)管S 6的另一端和第八開關(guān)管S8的另一端連接第二全橋變換電路2的負(fù)輸入端， 第五二極管〇 5的陰極連接第七二極管D7的陰極構(gòu)成第二全橋變換電路2的正輸出端，第六二 極管D6的陽極連接第八二極管D 8的陽極構(gòu)成第二全橋變換電路2的負(fù)輸出端，第五二極管D5 的陽極分別連接第六二極管D6的陰極和隔離變壓器邊繞組NS2的同名端，第七二極管D7 的陽極分別連接第八二極管D8的陰極和隔離變壓器邊繞組NS2的異名端;第三全橋變換 電路2的正輸入端連接第九開關(guān)管S 9的一端和第十一開關(guān)管Sn的一端，第九開關(guān)管S9的另 一端連接隔離變壓器T3原邊繞組N P3的異名端和第十開關(guān)管S1Q的一端，第十一開關(guān)管Sn的 另一端連接隔離變壓器T3原邊繞組N P3的同名端和第十二開關(guān)管S12的一端，第十開關(guān)管S10 的另一端和第十二開關(guān)管S12的另一端連接第三全橋變換電路3的負(fù)輸入端，第九二極管D9 的陰極連接第十一二極管Dn的陰極構(gòu)成第三全橋變換電路3的正輸出端，第十二極管D10的 陽極連接第十二二極管D 12的陽極構(gòu)成第三全橋變換電路3的負(fù)輸出端，第九二極管D9的陽 極分別連接第十二極管D 1Q的陰極和隔離變壓器T3副邊繞組NS3的同名端，第十一二極管Dn 的陽極分別連接第十二二極管D12的陰極和隔離變壓器T3副邊繞組NS3的異名端;濾波電感L f 的一端連接第一全橋變換電路1的正輸出端，濾波電感Lf的另一端連接濾波電容Cf的一端， 濾波電容Cf的另一端連接第三全橋變換電路3的負(fù)輸出端;第一~第十二開關(guān)管均具有反 并聯(lián)二極管;該直直變換器通過第一~第十二開關(guān)管的接通和關(guān)斷，在第一~第三全橋變 換電路的輸出端產(chǎn)生各自整流輸出電壓U recl~Urec3,所述整流輸出電壓Urecl~Urec3共同作 用產(chǎn)生總的整流輸出電壓U AB，并且所述總的整流輸出電壓UAB經(jīng)過濾波電路4維持輸出電壓 不變，且不同的開關(guān)組合可產(chǎn)生第一~第四種工作模式。 所述第一種工作模式為:第一~第三全橋變換電路中有兩個電路開關(guān)管的導(dǎo)通時間為 開關(guān)周期的一半，故所述兩個電路的整流輸出電壓為高電平，另外一個全橋變換電路的開 關(guān)管的導(dǎo)通時間可調(diào)，故所述另外一個全橋變換電路的整流輸出電壓為脈沖寬度調(diào)制波 形，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的； 所述第二種工作模式為:第一~第三全橋變換電路中有一個電路的開關(guān)管的導(dǎo)通時間 為開關(guān)周期的一半，故其整流輸出電壓為高電平，有一個全橋變換電路的開關(guān)管的導(dǎo)通時 間可調(diào)，故其整流輸出電壓為脈沖寬度調(diào)制波形，有一個全橋變換電路的開關(guān)管都關(guān)斷，故 其整流輸出電壓為0，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的； 所述第三種工作模式為:第一~第三全橋變換電路中有一個全橋變換電路的開關(guān)管導(dǎo) 通時間可調(diào)，故其整流輸出電壓為脈沖寬度調(diào)制波形，另外兩個全橋變換電路的開關(guān)管都 關(guān)斷，故其整流輸出電壓都為0,達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的； 所述第四種工作模式為:第一~第三全橋變換電路的開關(guān)管都關(guān)斷，故其整流輸出電 壓都為0,達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直直變換器，所述第一~第十二開關(guān)元件為IGBT或MOSFET。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直直變換器，所述輸入電源Uin為蓄電池、燃料電池或光伏電池 中的一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直直變換器，所述第一~第十二二極管為碳化硅二極管或快 恢復(fù)二極管。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直直變換器，所述第一~第三隔離變壓器原副邊的變比可相 同也可不同。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直直變換器，所述第一~第三隔離變壓器不耦合。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直直變換器的控制方法，所述第一~第三全橋變換電路采用 移相控制或脈沖寬度調(diào)制控制。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直直變換器的控制方法，所述第一~第四種工作模式由輸入 電壓和所帶負(fù)載的大小確定。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種直直變換器的控制方法，屬直直變換器控制方法。本發(fā)明的直直變換器包括輸入電源，三個全橋變換電路，濾波電路；該直直變換器存在四種工作模式，即三個全橋變換電路同時工作、兩個全橋變換電路同時工作、一個全橋變換電路工作和所有全橋變換電路都不工作。本發(fā)明適用于寬輸入電壓的場合，解決了傳統(tǒng)電壓源變換器二極管電壓應(yīng)力高和電流源變換器輸出電流脈動大的問題，減小了濾波電感的重量和體積，減小了功率開關(guān)管的電壓和電流應(yīng)力，減小了二極管的電壓應(yīng)力。
【IPC分類】H02M3/335, H02M1/14
【公開號】CN105576985
【申請?zhí)枴緾N201610126206
【發(fā)明人】姚志壘, 徐進(jìn), 徐靜, 陸廣平, 彭思敏
【申請人】鹽城工學(xué)院
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年3月4日