[发明专利]一种基于多重移相的DAB-IBDC无环流控制方法

说明书

本发明提供了一种基于多重移相的DAB‑IBDC无环流控制方法，通过对两侧桥内移相率和桥间移相率这三者之间条件的约束，可以实现系统在功率传输过程中，回流功率为零的控制，减少系统损耗，通过对两侧桥内移相率、桥间移相率三者条件的约束，可以实现系统在功率传输过程中，回流功率为零，以减少系统传输过程中功率损耗。本发明解决了系统在功率传输过程中真正实现无环流控制，使得系统损耗减小，对提高DAB‑IBDC的传输效率有着重要意义，在ROV的供电系统中有着实际应用价值。

技术领域

本发明涉及电力电子功率转换技术领域，涉及双有源变换器多重移相控制下无环流问题。

背景技术

双桥(Dual Active Bridge-DAB)隔离式双向DC/DC变换器(IsolatedBidirectional DC-DC Converter-IBDC)具有能量双向流动和高频化隔离的特点，可以实现不同等级的电压、电流和功率匹配，是多能源系统互联的关键环节。高频化的隔离能够显著改善因磁场饱和而引起的电压电流波形的畸变，因此以DAB-IBDC为核心的高频功率转换器成为ROV，UUV等供电装备的必然趋势。目前DAB-IBDC的控制方式主要有单移相(singlephase shift-SPS)、双重移相(dual phase shift-DPS)、和扩展移相(extended phaseshift-EPS)，SPS控制是使用最广泛的控制策略，其控制方法简单易于实现，但是由于它的单移相角控制，其灵活性有限，当两边电压不匹配时系统会产生较大的环流，无法消除；EPS和DPS控制都是在SPS的基础上增加了一个移相角度，控制灵活性有所提高，但目前许多研究只是对回流功率最小进行优化，并没有完全消除回流功率，使得系统真正无环流传输能量。回流功率是DAB-IBDC的主要不足，由于DAB-IBDC在功率传输的过程中，存在电感电流与原边电压反相阶段，在这段时间内传输功率为负，功率出现回流。回流功率导致正向传输功率增大，产生较大的环流和电流应力，增大系统功率传输损耗，降低变换器的效率，特别是在端电压不匹配时更严重，因此克服回流功率是IBDC的关键问题。三移相(triple phaseshift-TPS)把控制的自由度增加到三个，可调节参数多，具有更灵活的控制方式，无环流控制是多重移相控制方式的重要目的之一。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于多重移相的DAB-IBDC无环流控制方法。本发明的目的是：通过对两侧桥内移相率和桥间移相率这三者之间条件的约束，可以实现系统在功率传输过程中，回流功率为零的控制，减少系统损耗。本发明通过对两侧桥内移相率、桥间移相率三者条件的约束，可以实现系统在功率传输过程中，回流功率为零，以减少系统传输过程中功率损耗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1.在DAB-IBDC的结构中，计算变压器漏感电流每个节点电流值；

步骤2.根据每段电流表达式及节点电流值，计算系统传输功率；

步骤3.通过限制过零点两边节点电流值的正负，使其过零点在变压器原边电压零电平段；

步骤4.根据桥内和桥间移相率的限制条件，来实现系统回流功率为零，减少系统功率传输损耗。