[发明专利]谐振双有源桥变换器的调制控制方法

说明书

一种谐振双有源桥变换器的调制控制方法，解决了谐振双有源桥变换器的所有开关都能在变换器增益和功率范围变化较大的情况下保持ZVS运行的问题，提高了谐振双有源桥变换器零电压工作范围和整体效率，这样针对谐振双有源桥变换器，提出一种扩展零电压开关ZVS范围、减少开关损耗并提高整体效率的不平衡的脉宽调制策略。

技术领域

本发明属于谐振双有源桥变换器的控制技术领域，具体涉及一种谐振双有源桥变换器的调制控制方法，尤其涉及一种谐振双有源桥变换器的不平衡脉宽调制策略方法。

背景技术

高频隔离谐振双有源桥变换器以其功率密度高、可靠性高、控制简单等优点，成为不间断电源、电动汽车和可再生能源发电的有利选择。然而，高频运行可能会带来更大的开关损耗、高电磁干扰(EMI)，从而降低转换效率。因此，应用软开关技术，如零电压开关(ZVS)来降低开关损耗是有意义的。

谐振双有源桥变换器具有广泛的零电压开关ZVS运行范围，并且已经提出了一些移相控制方案。传统的脉冲宽度调制(PWM)是双有源桥变换器控制策略的主流，其中所有的开关都以50％的脉冲宽度互补工作，并且一次侧和二次侧桥之间存在一个移相角。得到的高频交流电压是半波对称的方波信号，通过改变脉冲宽度可以控制输出功率。

然而，谐振双有源桥变换器的所有开关不能在整个功率范围保持零电压开关ZVS运行。在轻载条件下，当脉冲宽度减小到一定程度时，一个桥臂中的两个开关肯定会失去零电压开关ZVS。另一种称为改进型脉冲宽度调变(MPWM)的控制策略。其提出了改进零电压开关ZVS运行的方法，其中同一桥臂的开关具有不同的脉冲宽度。所得到的高频交流电压波形，正负脉宽被连接在一起。所有开关在高功率下都能实现零电压开关ZVS。但是，当负载、输入电压和输出电压发生变化，一个开关容易丢失零电压开关ZVS运行状态。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种谐振双有源桥变换器的调制控制方法，解决了谐振双有源桥变换器的所有开关都能在变换器增益和功率范围变化较大的情况下保持ZVS运行的问题，提高了谐振双有源桥变换器零电压工作范围和整体效率，这样针对谐振双有源桥变换器，提出一种扩展零电压开关ZVS范围、减少开关损耗并提高整体效率的不平衡的脉宽调制策略。

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种谐振双有源桥变换器的调制控制方法的解决方案，具体如下：

一种谐振双有源桥变换器的调制控制方法，其包括：

首先，在谐振双有源桥变换器中，V_in和V_o分别是谐振双有源桥变换器的输入电压和输出电压，i_t和i_o分别是谐振双有源桥变换器的谐振电流和输出电流，C_o是谐振双有源桥变换器的输出滤波电容，L_t和C_t分别是谐振双有源桥变换器的谐振电感和谐振电容，开关器件M₁～M₄为谐振双有源桥变换器的原边的四个开关器件，开关器件M₅～M₈为谐振双有源桥变换器的副边的四个开关器件，这八个开关器件分别对应包括一个反并联二极管d_M1～d_M8和一个寄生电容C_M1～C_M8，n是谐振双有源桥变换器的变压器变比；

接着，调节各开关器件M₁～M₈的门极触发信号，得出高频脉宽调制模式，由此产生初级交流电压v_AB和次级交流电压v_CD。

进一步的，所述产生初级交流电压v_AB的方法，包括：调节开关器件M₁和开关器件M₂的工作周期为50％而互补导通；开关器件M₄的脉冲宽度减小到δ，开关器件M₃的脉冲宽度增大到2π-δ；因此，由此产生了一个三电平PWM电压波形。