一種應(yīng)用于全橋隔離雙向dc-dc變換器的歸一化相移控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于屬于電力電子控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是全橋隔離雙向DC-DC變換器(包含半橋三電平，全橋隔離雙向DC-DC變換器)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及環(huán)境問(wèn)題凸顯，新能源變流技術(shù)的得到了迅速發(fā)展，特別在直流微網(wǎng)，分布式發(fā)電系統(tǒng)，電動(dòng)汽車行業(yè)以及區(qū)域不間斷供電系統(tǒng)中，為了解決功率流平衡，能量靈活儲(chǔ)存等問(wèn)題，全橋隔離雙向DC-DC變換器因其具有電氣隔離、功率密度高、能量能雙向流動(dòng)以及模塊級(jí)聯(lián)容易等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]在全橋隔離雙向DC-DC變換器應(yīng)用中，相移控制是非常典型應(yīng)用的控制方法，傳統(tǒng)相移控制能完成功率的雙向流動(dòng)，且控制算法簡(jiǎn)單。但采用傳統(tǒng)相移控制，變換器會(huì)存在回流功率過(guò)大、開(kāi)關(guān)應(yīng)力大、電流應(yīng)力較大以及系統(tǒng)效率低等缺點(diǎn)。為優(yōu)化全橋隔離雙向DC-DC變換器的控制性能，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了多種新型相移控制方法，其中包括擴(kuò)展相移控制方法、雙重相移控制方法以及三重相移控制方法。
[0004]然而，這些眾多的相移控制方法，由于控制方面限制條件和局限，較難獲取一個(gè)全局優(yōu)化的控制性能，因此，為了充分利用全橋隔離雙向DC-DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和特征，完成該變化器綜合優(yōu)化控制性能，一個(gè)靈活度更高、兼容性更強(qiáng)的相移控制方法成為了迫切的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)，為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提出一種應(yīng)用于全橋隔離雙向DC-DC變換器的歸一化相移控制方法，通過(guò)調(diào)節(jié)相移控制量D1'隊(duì)與D 3的關(guān)系來(lái)等效為其它相移控制方法，實(shí)質(zhì)克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的是通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0007](I)將全橋隔離雙向DC-DC變換器的八個(gè)開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)(Sp S2、S3、S4、S5、S6、S7, S8)的占空比均設(shè)置為50% ；
[0008](2)設(shè)置同一橋臂的控制信號(hào)互反，即輸入側(cè)全橋拓?fù)涞谝粋€(gè)開(kāi)關(guān)管(S1)的控制信號(hào)與輸入側(cè)全橋拓?fù)涞诙€(gè)開(kāi)關(guān)管(S2)的控制信號(hào)互反，輸入側(cè)全橋拓?fù)涞谌齻€(gè)開(kāi)關(guān)管(S3)的控制信號(hào)與輸入側(cè)全橋拓?fù)涞谒膫€(gè)開(kāi)關(guān)管(S4)的控制信號(hào)互反，輸出側(cè)全橋拓?fù)涞谝粋€(gè)開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)(S5)與輸出側(cè)全橋拓?fù)涞诙€(gè)開(kāi)關(guān)管(S6)的控制信號(hào)互反，輸出側(cè)全橋拓?fù)涞谌齻€(gè)開(kāi)關(guān)管(S7)的控制信號(hào)與輸出側(cè)全橋拓?fù)涞谒膫€(gè)開(kāi)關(guān)管(S8)的控制信號(hào)互反；
[0009](3)設(shè)置輸入側(cè)全橋拓?fù)涞谝粋€(gè)開(kāi)關(guān)管(S1)的控制信號(hào)與輸入側(cè)全橋拓?fù)涞谌齻€(gè)開(kāi)關(guān)管(S3)的控制信號(hào)的相移控制量為D1，設(shè)置輸入側(cè)全橋拓?fù)涞谝粋€(gè)開(kāi)關(guān)管(S1)的控制信號(hào)與輸出側(cè)全橋拓?fù)涞谝粯虮凵瞎?S5)的控制信號(hào)的相移控制量為D2，設(shè)置輸入側(cè)全橋拓?fù)涞谝粋€(gè)開(kāi)關(guān)管(S1)的控制信號(hào)與輸出側(cè)全橋拓?fù)涞诙€(gè)橋臂的下管(S7)的控制信號(hào)的相移控制量為D3;
[0010](4)通過(guò)調(diào)節(jié)相移控制量Dp D2以及D 3的大小來(lái)完成全橋隔離雙向DC-DC變換器的輸出電壓及輸出功率的控制，通過(guò)調(diào)節(jié)相移控制量隊(duì)、D2以及D 3之間的關(guān)系來(lái)等效為其它相移控制方法完成相移控制。
[0011]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果在于:
[0012](I)通過(guò)以同一開(kāi)關(guān)管(S1)的控制信號(hào)為參考信號(hào)，能夠得到移相控制的所有狀態(tài)，具有最尚的靈活性；
[0013](2)通過(guò)調(diào)節(jié)相移控制量DpD2以及D3的關(guān)系，可以等效為已有相移控制方法，具有最高的兼容性，能夠得到其它相移控制的優(yōu)化效果。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明方法控制的全橋隔離雙向DC-DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2歸一化相移控制方法的波形示意圖。
[0016]圖3根據(jù)歸一化相移控制得到的相移控制方法的遺傳圖。
[0017]圖4歸一化相移控制方法等效為其它相移控制方法波形示意圖。其中:圖(a)為三重相移控制方法(D1S D2^ D 3^ I);圖(b)為三重相移控制方法(D 2彡D A D 3^ I)；圖(c)為雙重相移控制方法(D1^ D2^ D3^ I1D3-D2= D1);圖(d)為雙重相移控制方法(D2^ D1^ D3^ I, D 3-D2= D1) ； SI (e)為擴(kuò)展相移控制方法(D1^ D D I1D1= O)；圖(f)為擴(kuò)展相移控制(D1^ D2^ D 3^ 1，D3-D2= O);圖(g)為傳統(tǒng)相移控制方法。
[0018]圖5歸一化相移控制方法等效為其它相移控制方法波形實(shí)驗(yàn)示意圖。其中:圖
4.(B)D1= 0.0346，D 2= 0.0692，D 3= 0.1729 ；圖 4.(b)D != 0.1658，D 2= 0.0829，D 3 =
0.3317 ；圖 4.(C)D1= 0.0508，D 2= 0.1016，D 3= 0.1524 ；圖 4.(d)D != 0.2735，D 2 =
0.1368，D3= 0.4103 ;圖 4.(e)D != O,D2= 0.0676，D 3= 0.1352 ;圖 4.(DD1= 0.0676，D2=0.1352，D3= 0.1352 ;圖4.(g)D!= O, D2= 0.1000，D 3= 0.1000。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合本發(fā)明的技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0020]本發(fā)明的全橋隔離雙向DC-DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。該變換器主要由兩個(gè)全橋變換器組成，一個(gè)輔助電感，兩個(gè)電容，一個(gè)高頻隔離變壓器組成。其中，η為變壓器變比WpC2分別為電源側(cè)支撐電容和負(fù)載側(cè)支撐電容；UinS電源側(cè)電壓值；1^為輔助電感值；U。、i。分別為輸出電流和負(fù)載側(cè)電壓；Uab、Ued分別為變壓器原邊H橋輸入電壓和副邊輸出電壓值；R為變換器等效負(fù)載；兩個(gè)全橋變換器由8個(gè)開(kāi)關(guān)管組成，開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)脈沖分別為31、52、53、54、55、56、57、58。
[0021 ] 本發(fā)明的系統(tǒng)實(shí)例中兩個(gè)支撐電容CjP C 2均為2200 μ F，輔助電感L為0.2mH，變壓器的變比η為1，開(kāi)關(guān)周期Tj3 0.1ms，也可以根據(jù)具體的情況設(shè)計(jì)變換器的參數(shù)。
[0022]本發(fā)明的用于全橋隔離雙向DC-DC變換器的歸一化相移控制方法的波形示意圖如圖2所示，其含有三個(gè)相移控制量，通過(guò)調(diào)節(jié)相移控制量DpD2以及D 3的關(guān)系可以等效為其他相移控制方法。該控制方法包括以下步驟: