[发明专利]基于双有源桥变换器的直流母线建压装置及其启动方法

权利要求书

1.一种基于双有源桥变换器的直流母线建压装置，包括连接低压侧全桥电路和高压侧全桥电路的高频变压器，其特征在于，所述低压侧全桥电路的输入端采样信号经输入调理电路送给数字信号处理器，所述高压侧全桥电路的输出端采样信号经输出调理电路送给数字信号处理器，数字信号处理器的信号输出端连接有驱动电路，驱动电路控制低压侧全桥电路和高压侧全桥电路中的功率管开闭。

2.根据权利要求1所述的基于双有源桥变换器的直流母线建压装置，其特征在于，所述数字信号处理器内置有A/D采样单元、启动控制器、误差调节器和PWM发生器，所述输入调理电路的信号输出端、输出调理电路的信号输出端均连接在A/D采样单元的信号输入端上，A/D采样单元的信号输出端与启动控制器的信号输入端、误差调节器的信号输入端相连，启动控制器的信号输出端、误差调节器的信号输出端均与PWM发生器的信号输入端相连，PWM的信号输出端与驱动电路的信号输入端相连。

3.一种如权利要求1所述装置的启动方法，其特征在于，包括两个阶段：

a）第一阶段，双有源桥变换器启动时，比较高压侧输出电压值和预先设定值，若高压侧输出电压值小于预先设定值，启动控制器对输入端电压信号和输出端电压信号进行处理，并输出控制信号给PWM发生器，误差调节器输出由软件设置为零，经PWM发生器运算后生成脉冲控制信号经驱动电路控制低压侧全桥电路开关管的开闭，PWM发生器还送出低电平控制信号经驱动电路控制高压侧全桥电路开关管的关闭，通过高压侧全桥电路开关管的体二极管整流为高压直流侧的滤波电容C_H充电，当充电到达设置电压值时，进入第二阶段；

b）第二阶段，PWM发生器生成脉冲控制信号经驱动电路分别控制低压侧全桥电路开关管和高压侧全桥电路开关管的开闭，且逐渐增大两侧开关管脉冲控制信号的脉宽，误差调节器输出信号控制PWM发生器中高压侧开关管对应的移相寄存器，以实现相应EPWM模块中时基计数器的移相控制，当低压侧和高压侧开关管的脉冲控制信号脉宽增大至开关周期的50%时，启动过程结束，完成双有源桥变换器的启动。

4.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，所述启动控制器输出控制信号给PWM发生器时，启动控制器分别输出低压侧脉冲控制信号的宽度控制量d_L和高压侧脉冲控制信号的宽度控制量d_H给PWM发生器；PWM发生器运算过程如下：

1）低压侧全桥电路中斜对角的开关管共用脉冲控制信号，采用数字信号处理器中一组EPWM模块生成该脉冲控制信号，该组EPWM模块分别为EPWM3A模块和EPWM3B模块，该组EPWM模块的时基计数器配置成连续增减计数模式，时基计数器计数的峰值等于开关管周期值的一半PWM_Half_PRD，模块EPWM3A比较时基计数器和第三比较寄存器A的大小，模块EPWM3B比较时基计数器和第三比较寄存器B的大小，第三比较寄存器A赋值PWM_Half_PRD-d_L，第三比较寄存器B赋值d_L，当时基计数器值大于第三比较寄存器A值时，模块EPWM3A输出高电平信号V_g1,4通过驱动电路控制低压侧开关管G₁和G₄导通；当时基计数器值小于第三比较寄存器B值时，模块EPWM3B输出高电平信号V_g2,3通过驱动电路控制低压侧开关管G₂和G₃导通；

2）高压侧全桥电路中斜对角的开关管共用脉冲控制信号，采用数字信号处理器中的另两组EPWM模块，该两组EPWM模块生成两组脉冲控制信号，这所述两组EPWM模块内均设有各自对应的EPWM4A模块、EPWM4B模块和EPWM5A模块、EPWM5B模块，这两组EPWM模块的时基计数器都配置成连续增计数模式，且都与低压侧开关管的EPWM模块同步，计数的峰值等于开关周期值PWM_PRD，这两组EPWM模块的输出脉冲控制信号需时基计数器与各自组中的两个比较寄存器分别比较得到；

模块EPWM4A比较时基计数器与第四比较寄存器A的大小，模块EPWM4B比较时基计数器和第四比较寄存器B的大小，第四比较寄存器A赋值PWM_Half_PRD-d_H，第四比较寄存器B赋值PWM_Half_PRD+d_H，当模块EPWM4A中时基计数器数值大于比较寄存器A数值或者小于比较寄存器B数值时，模块EPWM4A输出高电平信号V_g5,8通过驱动电路控制高压侧开关管G₅和G₈导通；

模块EPWM5A比较时基计数器与第五比较寄存器A的大小，模块EPWM5B比较时基计数器和第五比较寄存器B的大小，第五比较寄存器A赋值d_H，第五比较寄存器B赋值PWM_PRD-d_H，当模块EPWM4中时基计数器数值小于比较寄存器A数值或者大于比较寄存器B数值时，模块EPWM4输出高电平信号V_g6,7通过驱动电路控制高压侧开关管G₆和G₇导通；

（3）在启动第二阶段时，误差调节器输出的移相角φ送入控制高压侧全桥电路的两移相寄存器,产生模块EPWM4和模块EPWM5的时基计数器计数初值的更新。