[发明专利]AC-DC谐振变换电路及其控制方法

说明书

本发明公开了AC‑DC谐振变换电路及其控制方法，其中AC‑DC谐振变换电路其包括依次连接的交流电连接端、PFC‑BUS变换模块、变压器、副边变换模块；所述PFC‑BUS变换模块采用SVPWM调制算法生成的控制脉冲信号实施开关控制，可对输入的交流电进行功率因数校正、将交流电转换成直流电、并将直流电输送到所述变压器的原边；副边变换模块控制脉冲信号跟随PFC‑BUS变换模块控制脉冲信号，并且PFC‑BUS变换模块控制脉冲信号与副边变换模块控制脉冲信号之间设有相移控制角Φ；本发明PFC‑BUS变换模块中共用开关管，既完成功率因数、电流波形校正，又能完成输出电压的调节，整体电路的两级变换共用同一个开关器件，使得整体电路结构简单紧凑，控制简化方便。

技术领域

本发明涉及电源电路，尤其涉及一种AC-DC谐振变换电路及其控制方法。

背景技术

AC-DC变换器是将交流电变为直流电的一种电源装置，目前常见的AC-DC隔离变换器为两级结构，前级为普通PWM整流器，后级为隔离型DC-DC变换器。但此类变换器为两级结构，中间有储能环节，会降低变换器的工作效率，并且两级结构中的前级和后级需要分别进行调制和控制，极大的增加了控制复杂度。现有技术中的AC-DC变换器架构如图1所示，三相或单相电源的能量经过PFC电路整流，将能量储存到直流母线上，通过调节原边输入模块中的开关将直流转变为交流存储到变压器T的原边绕组中，经过一定的匝数比将能量存储到变压器的副边绕组中，经过副边输出模块将交流转变成直流输出。中间涉及AC-DC、DC-DC两级能量传输过程，还有储能环节，降低了变换器的工作效率，而且整流模块、原边输入模块、副边输出模块均需要分别进行调制和控制，这极大的增加了控制难度。

因此，针对两级变换隔离型变换器变换效率低、控制复杂的问题，业界亟待提出了一种转换效率高，控制难度低的AC-DC谐振变换电路及其控制方法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种AC-DC谐振变换电路及其控制方法。

本发明采用的技术方案是设计一种AC-DC谐振变换电路，其包括依次连接的交流电连接端、PFC-BUS变换模块、变压器、副边变换模块，以及控制器；所述PFC-BUS变换模块采用SVPWM调制算法生成的控制脉冲信号实施开关控制，可对输入的交流电进行功率因数校正、将交流电转换成直流电、并将直流电输送到所述变压器的原边；所述副边变换模块连接所述变压器的副边，可输出直流电；副边变换模块控制脉冲信号跟随PFC-BUS变换模块控制脉冲信号，并且PFC-BUS变换模块控制脉冲信号与副边变换模块控制脉冲信号之间设有相移控制角Φ。

所述PFC-BUS变换模块包括6个开关组成的三对桥臂，三对桥臂的上桥臂连接正直流母线、下桥臂连接负直流母线，正、负直流母线之间连接所述电池组；第一桥臂包括第一开关Q1和第四开关Q4，两开关之间连接A接线点，A接线点连接交流电连接端中的U相和第一谐振支路；第二桥臂包括第二开关Q2和第五开关Q5，两开关之间连接B接线点，B接线点连接交流电连接端中的V相和第二谐振支路；第三桥臂包括第三开关Q3和第六开关Q6，两开关之间连接C接线点，C接线点连接交流电连接端中的W相和第三谐振支路；第一、第二和第三谐振支路结构相同，包括串联的谐振电容和谐振电感；第一、第二和第三谐振支路分别连接变压器原边三个线圈的头端，变压器原边三个线圈的尾端彼此相连。

所述副边变换模块包括6个开关组成的三对桥臂，三对桥臂的上桥臂连接电源正极V+、下桥臂连接电源负极V-；第四桥臂包括第七开关Q7和第十开关Q10，两开关之间连接D接线点，D接线点连接第一隔离电容Cg1一端；第五桥臂包括第八开关Q8和第十一开关Q11，两开关之间连接E接线点，E接线点连接第二隔离电容Cg2一端；第六桥臂包括第九开关Q9和第十二开关Q12，两开关之间连接F接线点，F接线点连接第三隔离电容Cg3一端；第一隔离电容Cg1、第二隔离电容Cg2和第三隔离电容Cg3的另一端分别连接变压器副边三个线圈的头端，变压器副边三个线圈的尾端彼此相连。