[发明专利]一种宽输入电压范围谐振型变换装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种宽输入电压范围谐振型变换装置及其控制方法，该方法针对DC‑DC电能变换装置实现控制，所述变换装置包括依次连接的全桥逆变电路、谐振电路、隔离变压器和有源整流电路。DC‑DC主电路上连接有原边驱动信号控制电路、可变电感控制电路和副边驱动信号控制电路。DC‑DC控制电路上连接有保护电路和DC‑DC控制电路，且保护电路上连接有输入电压采样电路、输入电流采样电路、输出负载采样电路；DC‑DC控制电路上连接有输出电压采样电路和输出电流采样电路。本发明可实现电路在宽输入电压范围和全负载范围都工作在高效率和高功率密度状态。

技术领域

本发明涉及一种适应宽输入电压范围的DC-DC电能变换装置及其控制，具体涉及一种宽输入电压范围谐振型变换装置及其控制方法。

背景技术

近年来，可再生能源在其环境和经济效益方面的优势引起了人们的极大的兴趣。由于新能源发电对太阳照射水平、环境温度等不可预知的因素具有依赖性。这使得可再生能源发电单元具有输出电压范围宽的特点。在分布式电源系统或者并网系统中都需要一个稳定的输入电压，以利于后级转换器的设计。谐振变换器由于其能够实现软开关已经被广泛用于DC/DC转换器。针对宽范围输入电压场合，谐振转换器的应用已有大量文献做出研究，并且提出了一系列控制方法。但是依然没有很好的解决开关频率变化范围、环流损耗与电压增益之间的矛盾。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术的不足，本发明提供一种宽输入电压范围谐振型变换装置及其控制方法。

技术方案：一种宽输入电压范围谐振型变换装置，所述变换装置为谐振型DC-DC电能变换装置，包括依次连接的全桥逆变电路、谐振电路、隔离变压器、有源整流电路、原边驱动信号控制、可变电感控制电路、副边驱动信号控制电路、保护电路、DC-DC控制电路、输入电压采样电路、输入电流采样电路、输出电流采样电路和输出电压采样电路。所述全桥逆变电路的输入端接直流电源V_DC，其输出与谐振电路相连，谐振电路的另一端与隔离变压器的输入端相连，所述有源整流电路的输入端连接隔离变压器的输出端；所述全桥逆变电路连接原边驱动信号电路，所述谐振电路的可变电感连接可变电感控制电路，有源整流电路连接副边驱动信号电路，所述原边驱动信号电路连接保护电路和DC-DC控制电路，所述可变电感控制电路、副边驱动信号电路连接DC-DC控制电路，所述保护电路连接输入电压采样电路和输入电流采样电路，所述DC-DC控制电路连接输出电流采样电路和输出电压采样电路。

进一步的，所述变换装置电路为谐振正激、谐振反激、谐振半桥或谐振全桥，其主电路包括CLL、LLC、LCC、LCL谐振型变换器，且DC-DC主电路为隔离型或非隔离型。

更进一步的，所述有源整流电路为全桥整流、倍流整流、倍压整流或全波整流。

一种宽输入电压范围谐振型变换装置的控制方法，所述方法通过DC-DC控制电器接收负载状态信息，所述负载状态信息为负载电流或输出电压，然后通过对原边驱动信号和副边驱动信号的调制和改变谐振电路中电感的大小来实现对输出电压或负载电流的控制；变换器控制方式根据输入电压反馈到输出电压环或者电流环中对应的电压值进行选择，DC-DC控制器还接收输入电流状态信息，输入电压幅值状态信息实现对系统的软启动以及系统的过流和过压保护。

进一步的，对原边驱动信号和副边驱动信号的调制和改变谐振电路中电感的大小的混合式控制方法包括：原边驱动信号调制与改变电感大小分时控制、原边驱动信号调制与改变电感大小同时控制、副边驱动信号调制与改变电感大小分时控制、副边驱动信号调制与改变电感大小同时控制、原边驱动信号与副边驱动信号分时控制和原边驱动信号与副边驱动信号同时控制。

进一步的，所述控制方法包括对开关驱动信号调制，所述原边驱动信号和副边驱动信号调制方式包括脉冲幅度调制、脉冲相位调制、脉冲频率调制、脉冲宽度调制、脉冲密度调制及其混合调制。