[发明专利]三端口变换器部分工作模式下回流功率为零的优化方法

说明书

本发明公开了一种部分隔离型三端口变换器部分工作模式下回流功率为零的优化方法，涉及电力电子变换器技术领域，所述回流功率为零的优化方法包括：针对变换器左外部工作模式，根据端口2光伏板的最大功率值P_pmax设置负载端口3的额定功率P_n＝P_pmax；在回流功率为零的区域内选择一个合适的原边占空比D，根据端口2光伏板最大功率时的光伏电压V_p设置端口1的直流母线电压V_b，然后判定移相角Φ是否处于回流功率为零的区域，当其处于区域内时参数设置合理，变换器在部分工作模式下回流功率为零，所述参数优化方法采用移相加占空比的控制方法，在不增加控制方法的难度上实现了变换器部分工作模式下回流功率为零，提高了变换器的效率。

技术领域

本发明涉及新能源发电和混合储能技术领域中的电力电子变换器技术领域，具体涉及一种基于双有源桥部分隔离型三端口变换器部分工作模式下回流功率为零的参数优化理论设计方法。

背景技术

部分隔离型双有源桥三端口变换器，直流-直流变换器，具有可实现软开关、能量双向流动、功率器件复用、较高的功率密度等优点，其输入端口与输出端口之间具有电气隔离，通常适用于中小功率等级，目前在新能源发电和混合储能技术领域中应用的非常广泛，针对此变换器性能的优化也是国内外研究的热点。

目前此变换器普遍采用的控制方法是PWM+单移相的控制方法，控制简单且易于实现，但是，存在峰值电流过大、开关应力过大等问题，而回流功率的存在是引起峰值电流变大、开关损耗增加以及变换器效率降低的主要原因。

基于此，本发明提供一种部分隔离型三端口变换器部分工作模式下回流功率为零的参数优化方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种部分隔离型三端口变换器部分工作模式下回流功率为零的参数优化方法，以解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种部分隔离型三端口变换器，该变换器的拓扑电路包含三个输入/输出端口、三个滤波电容(C₁～C₃)、两个有源全桥、一个高频变压器T、电感L、电感L₁、电感L₂、原边单相全桥和副边单相全桥，三个输入/输出端口分别为蓄电池端口V_b、光伏端口V_p和负载端口V_o，三个滤波电容与三个输入/输出端口分别并联，两个有源全桥由八个MOSFET功率开关管(S₁～S₈)组成，电感L₁和电感L₂连接光伏端口V_p与蓄电池端口V_b构成双向Buck/Boost电路，高频变压器T变比为n:1，所述原边单相全桥中点电压为U_ab，副边单相全桥中点电压为U_cd，电压调节比k＝V_b/nV_P。

一种变换器部分工作模式下回流功率为零的参数优化方法，包含以下步骤：

S1、分析三端口变换器工作模式，绘制变换器左外部工作模式工作原理波形图；

S2、根据左外部工作模式工作原理波形图，建设数学模型求出各时刻电感电流值、回流功率、传输功率；

S3、根据S2所求得的传输功率表达式，求出变换器最大传输功率，对回流功率、传输功率进行标幺化；

S4、根据S3所求得的传输功率的标幺化数学表达式，在约束条件为{π/2(1-2D)≤Φ≤π/2(0.5≥D≥0)}、{π/2(2D-1)≤Φ≤π/2(1≥D≥0.5)}下做出左外部工作模式传输功率二维特性图；