[发明专利]双向DC-DC全桥电路的双SVPWM功率控制方法

说明书

双向DC‑DC全桥电路的双SVPWM功率控制方法属于电力电子技术领域，尤其涉及一种双向DC‑DC全桥电路的双SVPWM功率控制方法。本发明提供一种双向DC‑DC全桥电路的双SVPWM功率控制方法。本发明包括以下步骤：将全桥输出的高频方波进行电压基波等效后，将全桥输出的高频方波电压所在的整个空间划分为扇区I和扇区Ⅱ，扇区I为双向DC‑DC全桥电路工作在[0，π]时间段，扇区Ⅱ为双向DC‑DC全桥电路工作在[π，2π]时间段；对于给定的期望输出矢量电压根据“伏秒平衡”原理，得到扇区的调制时间T_a和T_b；输入三角载波与每个扇区的调制时间T_a、T_b，结合全桥电路输出的矢量电压分别为和时开关管的控制信号。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种双向DC-DC全桥电路的双SVPWM功率控制方法。

背景技术

空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术是一种很有实用价值的脉冲宽度调制(PWM)方法。它广泛应用于数字控制的电压源型逆变器中。

在实际双向DC-DC变换器应用中，其移相控制中，控制方法复杂，同时计算量大，不利于数字化实现。往往移相控制下存在某一桥臂的某一个开关器件导通时间过长，存在功率与热量分布的不平衡。因此提出一种基于双向DC-DC变换器的双SVPWM功率控制方法，该调制方法将方波电压基波等效，从而进行矢量变换，进行SVPWM调制，然后进行公式推导，得到功率输出方程，根据方程参数，进行功率控制。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种双向DC-DC全桥电路的双SVPWM功率控制方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括以下步骤：

将全桥输出的高频方波进行电压基波等效后，将全桥输出的高频方波电压所在的整个空间划分为扇区I和扇区Ⅱ，扇区I为双向DC-DC全桥电路工作在[0，π]时间段，扇区Ⅱ为双向DC-DC全桥电路工作在[π，2π]时间段；对于给定的期望输出矢量电压根据“伏秒平衡”原理，得到扇区的调制时间T_a和T_b；输入三角载波与每个扇区的调制时间T_a、T_b，结合全桥电路输出的矢量电压分别为和时开关管的控制信号，获得开关管S₁、S₃的驱动信号和驱动信号时间段；

在三角载波顶点将上半周期的调制时间T_a与T_b互换，使输出电压正负半周期对称，单周期只计算正周期的时间而舍去负周期的计算，单周期内只计算一次；

功率输出方程为：

其中，原边侧输入功率为有功功率为无功功率为k为变压器变比；ω为旋转角速度；θ为移相角；j为复数中的虚数单位；r₁与r₂分别为一次侧和二次侧变压器铜损；R_m为变压器铁损；L_m为变压器励磁电感。

本发明有益效果。

本发明在每个三角载波的底点进行计算调制时间T_a与T_b，在三角载波的顶点进行调制时间切换，不需要额外计算以达到输出电压半轴对称，消除偶次谐波；计算量大幅度减少，节约了系统资源，可以输出期望全桥电压波形，改善某一相的开关器件导通时间过长，引发的功率以及热量不平衡问题。同时根据功率输出方程，对系统的输出功率进行优化控制。

本发明舍去负半周期的时间计算，使得输出电压正负对称。从而使得U(α)＝-U(α+π)，(α为任意角度)此时可以消除偶次谐波。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。