[发明专利]一种适用于双向DC-DC变换器的混合控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种适用于双向DC‑DC变换器的混合控制方法及装置，该方法包括：根据变换器所在的主回路的参数，离线计算变换器的软开关的开关条件以获取开关管的等效占空比最小值；并以其为调节目标，按照预定规则离线计算控制器的各输出值与调制器的各脉冲宽度和各脉冲密度的对应关系；确定变换器处于PWM模式的功率临界值；当变换器当前的功率低于功率临界值时，获取控制器的当前输出值，并通过对应关系确定出对应的目标脉冲宽度和目标脉冲密度。由此可见，本方法在变换器处于低功率段时，避免使用常规软开关进行控制，也就解除了软开关的对功率覆盖范围的限制，最终能够在低功率段提高变换器效率。

技术领域

本发明涉及变换器技术领域，特别是涉及一种适用于双向DC-DC变换器的混合控制方法及装置。

背景技术

隔离型双向DC-DC变换器具有电气隔离，能量双向流动，功率密度高，以及电压等级匹配好，等诸多优点，而广泛应用于储能系统、新能源汽车、智能微网、等诸多领域。随着双向DC-DC变换器的技术不断进步和运用领域不断推广，其工作效率和控制性能成为的当前研究的重点。高效能、高性能的双向DC-DC变换器既是相关领域共同的技术需求，也是DC-DC变换器发展的必然趋势。

当前对隔离型双向DC-DC变换器效率方面研究非常多，并且已经取得了相当的成就，例如在变换器满载情况下，采用PWM模式控制来提高变换器的效率；在轻载情况下，采用软开关技术来提高变换器的效率。但受软开关对功率覆盖范围的限制，低功率段变换器效率低下的问题仍然存在。

由此可见，如何提高变换器在低功率段的效率是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于双向DC-DC变换器的混合控制方法及装置，用于提高变换器在低功率段的效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于双向DC-DC变换器的混合控制方法，包括：

根据双向DC-DC变换器所在的主回路的参数，离线计算所述双向DC-DC变换器的软开关的开关条件以获取开关管的等效占空比最小值；

以所述等效占空比最小值为调节目标，按照预定规则离线计算控制器的各输出值与调制器的各脉冲宽度和各脉冲密度的对应关系，并存储至控制器中；

确定所述双向DC-DC变换器处于PWM模式的功率临界值，并存储至所述控制器中；

当所述双向DC-DC变换器处于运行状态，且确定当前的功率低于所述功率临界值时，获取所述控制器的当前输出值，并通过所述对应关系确定出当前输出值所对应的目标脉冲宽度和目标脉冲密度以作为调制器的输出信号，否则以PWM模式作为调制器的工作模式。

优选地，所述预定规则具体为：

当所述控制器输出增大时，先增大所述调制器的所述脉冲宽度，如果所述脉冲宽度增加至100％时，则在单位时间内再增加一个脉冲，且所述脉冲宽度回至所述等效占空比最小值；

当所述控制器输出减小时，先减小所述调制器的脉冲宽度，如果所述脉冲宽度减小至所述等效占空比最小值时，则在单位时间内再减少一个脉冲，且所述脉冲宽度回至100％。

优选地，所述控制器的当前输出值具体通过所述控制器的给定值和采样电路的反馈值确定。

优选地，还包括：输出所述控制器的当前输出值以及当前调制器的工作模式。

优选地，所述确定当前的功率低于所述功率临界值具体为：

连续采样N次当前的功率，若当前的功率连续N次均低于所述功率临界值，则确定当前的功率低于所述功率临界值，其中N为大于1的正整数。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种适用于双向DC-DC变换器的混合控制装置，包括：