[发明专利]双向CLLLC谐振变换器控制方法、电子设备及变换器

说明书

本发明提供了一种双向CLLLC谐振变换器控制方法、电子设备及变换器，方法包括：当控制模式为增大双向CLLLC谐振变换器的输出功率时，采用半桥移相调制模态增加移相角，当所述移相角等于预设的最大移相角时，采用半桥频率调制模态增加工作频率，当所述工作频率等于预设的最大工作频率时，将所述双向CLLLC谐振变换器切换至全桥工作模式，基于移相角切换值采用全桥移相调制模态增加所述移相角，以增加所述输出功率；当移相角等于所述最大移相角时，基于最小工作频率采用全桥频率调制模态增加所述工作频率，以增加所述输出功率至给定功率。本发明的技术方案解决了双向CLLLC谐振变换器输出功率不能到零和轻载时增益不可控的问题，扩大了调压范围。

技术领域

本发明涉及电力电子变换器技术领域，具体而言，涉及一种双向CLLLC谐振变换器控制方法、电子设备及变换器。

背景技术

近年来，随着新能源汽车、电池储能和充电技术的飞速发展，可支持双向功率流动的隔离DC/DC拓扑受到越来越多的关注。隔离DC/DC拓扑可分为谐振拓扑和非谐振拓扑，其中，谐振拓扑包括双向LLLC、双向CLLC和双向CLLLC(一种由C-L-L-L-C组合而成的谐振网络，其中C代表电容，L代表电感)等，非谐振拓扑包括双向DAB(double active bridge，双边活动桥臂)拓扑等。双向CLLLC谐振变换器因其工作在软开关状态下，比非谐振拓扑效率更高，应用越来越广泛，但是双向CLLLC谐振变换器存在增益非线性、输出功率不能到零、调压范围小和轻载时增益不可控等问题，为了解决这些问题，变模态控制技术被提了出来。

现有的双向CLLLC谐振变换器变模态控制方法是将输入电压分为低、中、高三段，三段分别采用PFM(Pulse frequency modulation，脉冲频率调节)、PPM(Pulse phasemodulation脉冲移相角调节)、PWM(Pulse width modulation脉冲宽度调节)控制方式，并设置它们之间的衔接点以保证输出功率的平滑。这种方法可以在一定程度上可扩大调压范围，但是，从PPM移相模式切换到PWM调占空比模式时将引入更多的次生谐波和无功电流震荡，造成功耗急剧上升和效率大幅下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双向CLLLC谐振变换器控制方法、电子设备及变换器。

第一方面，本发明提供了一种双向CLLLC谐振变换器控制方法，包括：

当控制模式为增大双向CLLLC谐振变换器的输出功率时，采用半桥移相调制模态增加移相角，以增加所述输出功率；当所述移相角等于预设的最大移相角时，采用半桥频率调制模态增加工作频率，以增加所述输出功率；当所述工作频率等于预设的最大工作频率时，将所述双向CLLLC谐振变换器切换至全桥工作模式，所述全桥工作模式工作点的所述工作频率为预设的最小工作频率，所述移相角为预设的移相角切换值；基于所述移相角切换值采用全桥移相调制模态增加所述移相角，以增加所述输出功率；当移相角等于所述最大移相角时，基于所述最小工作频率采用全桥频率调制模态增加所述工作频率，以增加所述输出功率至给定功率；当所述控制模式为减小所述双向CLLLC谐振变换器的输出功率时，采用全桥频率调制模态减小工作频率，以减小所述输出功率；当所述工作频率等于最小工作频率时，采用全桥移相调制模态减小所述移相角，以减小所述输出功率；当所述移相角等于所述移相角切换值时，将所述双向CLLLC谐振变换器切换至半桥工作模式，所述半桥工作模式工作点的所述工作频率为最大工作频率，所述移相角为最大移相角；基于所述最大工作频率采用半桥频率调制模态减小所述工作频率，以减小所述输出功率；当所述工作频率等于最小工作频率时，基于所述最大移相角采用半桥移相调制模态减小所述移相角，以减小所述输出功率至所述给定功率。

可选地，在所述将所述双向CLLLC谐振变换器切换至全桥工作模式，或所述采用全桥移相调制模态减小所述移相角之前，还包括：

基于输出功率相等原则，根据所述最小工作频率、所述最大工作频率和所述最大移相角确定所述移相角切换值，且所述移相角切换值小于所述最大移相角。