一種應用于全橋隔離雙向dc-dc變換器的歸一化相移控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于屬于電力電子控制技術領域，尤其是全橋隔離雙向DC-DC變換器(包含半橋三電平，全橋隔離雙向DC-DC變換器)的控制系統(tǒng)設計與制造。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及環(huán)境問題凸顯，新能源變流技術的得到了迅速發(fā)展，特別在直流微網(wǎng)，分布式發(fā)電系統(tǒng)，電動汽車行業(yè)以及區(qū)域不間斷供電系統(tǒng)中，為了解決功率流平衡，能量靈活儲存等問題，全橋隔離雙向DC-DC變換器因其具有電氣隔離、功率密度高、能量能雙向流動以及模塊級聯(lián)容易等優(yōu)點得到了廣泛應用。
[0003]在全橋隔離雙向DC-DC變換器應用中，相移控制是非常典型應用的控制方法，傳統(tǒng)相移控制能完成功率的雙向流動，且控制算法簡單。但采用傳統(tǒng)相移控制，變換器會存在回流功率過大、開關應力大、電流應力較大以及系統(tǒng)效率低等缺點。為優(yōu)化全橋隔離雙向DC-DC變換器的控制性能，國內(nèi)外學者提出了多種新型相移控制方法，其中包括擴展相移控制方法、雙重相移控制方法以及三重相移控制方法。
[0004]然而，這些眾多的相移控制方法，由于控制方面限制條件和局限，較難獲取一個全局優(yōu)化的控制性能，因此，為了充分利用全橋隔離雙向DC-DC變換器的拓撲結構和特征，完成該變化器綜合優(yōu)化控制性能，一個靈活度更高、兼容性更強的相移控制方法成為了迫切的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術的以上缺點，為解決上述的技術問題，本發(fā)明的目的是提出一種應用于全橋隔離雙向DC-DC變換器的歸一化相移控制方法，通過調(diào)節(jié)相移控制量D1'隊與D 3的關系來等效為其它相移控制方法，實質(zhì)克服現(xiàn)有技術的以上缺點。
[0006]本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的是通過如下步驟實現(xiàn)的:
[0007](I)將全橋隔離雙向DC-DC變換器的八個開關管的控制信號(Sp S2、S3、S4、S5、S6、S7, S8)的占空比均設置為50% ；
[0008](2)設置同一橋臂的控制信號互反，即輸入側全橋拓撲第一個開關管(S1)的控制信號與輸入側全橋拓撲第二個開關管(S2)的控制信號互反，輸入側全橋拓撲第三個開關管(S3)的控制信號與輸入側全橋拓撲第四個開關管(S4)的控制信號互反，輸出側全橋拓撲第一個開關管的控制信號(S5)與輸出側全橋拓撲第二個開關管(S6)的控制信號互反，輸出側全橋拓撲第三個開關管(S7)的控制信號與輸出側全橋拓撲第四個開關管(S8)的控制信號互反；
[0009](3)設置輸入側全橋拓撲第一個開關管(S1)的控制信號與輸入側全橋拓撲第三個開關管(S3)的控制信號的相移控制量為D1，設置輸入側全橋拓撲第一個開關管(S1)的控制信號與輸出側全橋拓撲第一橋臂上管(S5)的控制信號的相移控制量為D2，設置輸入側全橋拓撲第一個開關管(S1)的控制信號與輸出側全橋拓撲第二個橋臂的下管(S7)的控制信號的相移控制量為D3;
[0010](4)通過調(diào)節(jié)相移控制量Dp D2以及D 3的大小來完成全橋隔離雙向DC-DC變換器的輸出電壓及輸出功率的控制，通過調(diào)節(jié)相移控制量隊、D2以及D 3之間的關系來等效為其它相移控制方法完成相移控制。
[0011]采用上述技術方案，本發(fā)明的有益效果在于:
[0012](I)通過以同一開關管(S1)的控制信號為參考信號，能夠得到移相控制的所有狀態(tài)，具有最尚的靈活性；
[0013](2)通過調(diào)節(jié)相移控制量DpD2以及D3的關系，可以等效為已有相移控制方法，具有最高的兼容性，能夠得到其它相移控制的優(yōu)化效果。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明方法控制的全橋隔離雙向DC-DC變換器拓撲結構示意圖。
[0015]圖2歸一化相移控制方法的波形示意圖。
[0016]圖3根據(jù)歸一化相移控制得到的相移控制方法的遺傳圖。
[0017]圖4歸一化相移控制方法等效為其它相移控制方法波形示意圖。其中:圖(a)為三重相移控制方法(D1S D2^ D 3^ I);圖(b)為三重相移控制方法(D 2彡D A D 3^ I)；圖(c)為雙重相移控制方法(D1^ D2^ D3^ I1D3-D2= D1);圖(d)為雙重相移控制方法(D2^ D1^ D3^ I, D 3-D2= D1) ； SI (e)為擴展相移控制方法(D1^ D D I1D1= O)；圖(f)為擴展相移控制(D1^ D2^ D 3^ 1，D3-D2= O);圖(g)為傳統(tǒng)相移控制方法。
[0018]圖5歸一化相移控制方法等效為其它相移控制方法波形實驗示意圖。其中:圖
4.(B)D1= 0.0346，D 2= 0.0692，D 3= 0.1729 ；圖 4.(b)D != 0.1658，D 2= 0.0829，D 3 =
0.3317 ；圖 4.(C)D1= 0.0508，D 2= 0.1016，D 3= 0.1524 ；圖 4.(d)D != 0.2735，D 2 =
0.1368，D3= 0.4103 ;圖 4.(e)D != O,D2= 0.0676，D 3= 0.1352 ;圖 4.(DD1= 0.0676，D2=0.1352，D3= 0.1352 ;圖4.(g)D!= O, D2= 0.1000，D 3= 0.1000。
【具體實施方式】
[0019]下面結合本發(fā)明的技術方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0020]本發(fā)明的全橋隔離雙向DC-DC變換器的拓撲結構如圖1所示。該變換器主要由兩個全橋變換器組成，一個輔助電感，兩個電容，一個高頻隔離變壓器組成。其中，η為變壓器變比WpC2分別為電源側支撐電容和負載側支撐電容；UinS電源側電壓值；1^為輔助電感值；U。、i。分別為輸出電流和負載側電壓；Uab、Ued分別為變壓器原邊H橋輸入電壓和副邊輸出電壓值；R為變換器等效負載；兩個全橋變換器由8個開關管組成，開關管的驅(qū)動脈沖分別為31、52、53、54、55、56、57、58。
[0021 ] 本發(fā)明的系統(tǒng)實例中兩個支撐電容CjP C 2均為2200 μ F，輔助電感L為0.2mH，變壓器的變比η為1，開關周期Tj3 0.1ms，也可以根據(jù)具體的情況設計變換器的參數(shù)。
[0022]本發(fā)明的用于全橋隔離雙向DC-DC變換器的歸一化相移控制方法的波形示意圖如圖2所示，其含有三個相移控制量，通過調(diào)節(jié)相移控制量DpD2以及D 3的關系可以等效為其他相移控制方法。該控制方法包括以下步驟: