[发明专利]一种功率变换器双向LLC电路的控制方法

说明书

本发明公开了一种功率变换器双向LLC电路的控制方法，双向LLC电路包括第一H桥电路、第二H桥电路和变压器，第一H桥电路和第二H桥电路分别与变压器两侧的绕组相连；双向LLC电路正向工作时，第一H桥电路为输入侧，第二H桥电路为整流侧；双向LLC电路反向工作时，第二H桥电路为输入侧，第一H桥电路为整流侧，控制方法包括在传输增益大于1的范围内进行调节：输入侧的开关管工作在固定开关频率和固定在50％开关占空比的模式下，整流侧两个半桥的开关管工作在移相控制模式下，实现交替Boost升压,通过调节移相值调节Boost升压比，以实现双向LLC电路增益大于1。本发明不需要单独增加器件，通过软件调制方法，就可以满足双向变换器双向工作在较宽的增益范围。

[技术领域]

本发明涉及功率变换器双向LLC电路，尤其涉及一种功率变换器双向LLC电路的控制方法。

[背景技术]

双向功率变换器可以将电动汽车直流能量与交流电网双向流动、可以将电动汽车直流能量与微电网双向互动、可以将电动汽车直流能量与储能站双向流动，还可以将电动汽车直流能量逆变给家用电器供电。

现有技术的双向LLC电路的组成如图1所示。该LLC电路包括两个分别由4个MOS管组成的H桥电路11、H桥电路12和高频变压器14。H桥电路11的直流侧电压为V1，H桥电路11通过LC谐振元件13相与高频变压器14的一侧的绕组相连。高频变压器14另一侧的绕组与H桥电路12相连。H桥电路12的直流侧电压为V2。

在双向功率变换器的应用场景中，通常有一侧为动力电池，动力电池的电压范围较宽。因此需要双向功率变换器的能够工作在较宽的增益范围，以满足不同的工作条件。

LLC电路具有优良的宽范围软开关性能，通过提高开关频率，非唯心减少磁性器件体积，提高变换器功率密度。

双向全桥LLC电路在双向变换器中得到广泛的应用。有直接用双向全桥LLC电路，正向工作在LLC谐振模式，反向工作在LC谐振模式。有使用LLC电路的变形电路作为双向应用，比如CLLC电路或者CLLLC电路，能够较好的实现正向和反向工作的软开关。但是无论哪种LLC电路，为了保证良好的频率调节度，励磁电感和谐振电感的比值不能太大也不能太小。受此条件的限制，LLC电路的满载频率调节增益一般在1.1左右。在单向变换器中，可以通过调节变压器匝比增益，LLC电路增益能够满足应用场景的宽增益范围。但是在双向变换器中，若保持变压器匝比为1，变换器通过调节开关频率提供的正向和反向最大增益也是在1.1左右，很难实现更宽的增益范围。而且传统的LLC电路在反向工作，励磁电感被反向的输入电压钳位不参与谐振工作，在LC谐振模式情况下，LC谐振腔与输出端构成串联分压关系。LC谐振腔阻抗随开关频率而变化，当开关频率为谐振频率时，LC谐振腔阻抗最小，频率增益最大为1，更是使得传输增益收到限制。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种增益范围较宽的功率变换器双向LLC电路的控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种功率变换器双向LLC电路的控制方法，功率变换器双向LLC电路包括第一H桥电路、第二H桥电路和变压器，第一H桥电路与变压器一侧的绕组相连，第二H桥电路与变压器另一侧的绕组相连；功率变换器双向LLC电路正向工作时，第一H桥电路为输入侧，第二H桥电路为整流侧；功率变换器双向LLC电路反向工作时，第二H桥电路为输入侧，第一H桥电路为整流侧，控制方法包括在传输增益大于1的范围内进行调节：输入侧的开关管工作在固定开关频率和固定在50％开关占空比的模式下，整流侧两个半桥的开关管工作在移相控制模式下，实现交替Boost升压,通过调节移相值调节Boost升压比，以实现双向LLC电路增益大于1。