[发明专利]一种级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法

权利要求书

1.一种级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法，其特征在于：本方法所采用的级联电源系统，包括前级变换器、LLC、后级变换器依次连接构成三级级联结构；

前级变换器的储能装置位于双向DC-DC变换器的前侧，双向DC-DC变换器另一侧并联有多个LLC，多个LLC并联在后级变换器的三相逆变器一侧，三相逆变器另一侧连接滤波器，滤波器连接电网；

具体步骤为：

⑴直流母线电压控制；在全负载范围内，两路LLC控制前级直流母线电压为U_Front；

①首先，生成前级直流母线电压控制半桥全桥切换标志符SIGNAL_FH_Front；

②判定标志位SIGNAL_FH_Front的状态，来决定进入空载调节程序或带载调节程序；

标志位SIGNAL_FH_Front的所决定半桥全桥工作状态的流程具体为：

若SIGNAL_FH_Front为“0”，则进入空载调节程序，设定两路LLC的初始频率为f_{h_Front}，利用死区控制器和累加器对LLC的工作频率进行调节，该频率在f_{h_Front}的初值上，以Δf₁的步长变化，直至输出电压被控制在与参考值误差的绝对值在ΔU₁的范围内；

若SIGNAL_FH_Front为“1”，则进入带载调节程序，设定两路LLC的初始频率为f_{f_Front}，对带载工况下的全桥LLC变换器进行控制，该频率在f_{f_Front}的初值上，以Δf₂的步长变化，直至输出电压被控制在与参考值误差的绝对值在ΔU₂的范围内；

若在工作过程中，检测到SIGNAL_FH_Front信号由“0”转换到“1”，则由空载调节程序跳转到带载调节程序运行；

当检测到SIGNAL_FH_Front信号由“1”转换到“0”，则由带载调节程序跳转到空载调节程序运行；

③前级直流母线均流控制，在判定标志位SIGNAL_FH_Front的状态的同时，进行前级直流母线均流控制；

⑵后级直流母线控制；两路LLC控制后级直流母线电压U_Back；

①首先，引入全桥半桥切换控制标志位SIGNAL_FH_Back；

②判定标志位SIGNAL_FH_Back的状态，决定进入空载调节程序或带载调节程序；

③后级直流母线均流控制，判定标志位SIGNAL_FH_Back的状态的同时，进行后级直流母线均流控制。

2.根据权利要求1所述的级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法，其特征在于：LLC电路包括依次连接的开关网络、谐振网络和整流网络，

开关网络的电路内并联有两条桥臂，其中一条桥臂由串联的开关管Q1和开关管Q2组成，另一条桥臂由开关管Q3和开关管Q4组成；

谐振网络采用LLC型谐振腔，包含谐振电容Cr，谐振电感Lr和变压器励磁电感Lm，该谐振电容Cr，谐振电感Lr以及变压器励磁电感Lm依次串联，该谐振网络一端连接在开关管Q1与开关管Q2之间的桥臂上，该谐振网络另一端连接在开关管Q3与开关管Q4之间的桥臂上；

整流电路采用开关管器件或整流二极管，实现电能的传递。

3.根据权利要求2所述的级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法，其特征在于：LLC的半桥全桥模式切换方法：

当LLC处于重载状态时，开关管Q1、Q2、Q3和Q4采用脉冲频率调制控制策略，形成LLC全桥模式；

当LLC处于轻载状态时，开关管Q1和Q2的控制方式不变，开关管Q3控制信号置“0”且将开关管Q4控制信号置“1”，使该桥臂的上方开关管断开，下方开关管闭合，形成LLC半桥模式。

4.根据权利要求1所述的级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法，其特征在于：所述步骤⑴中的①半桥全桥切换标志符SIGNAL_FH_Front的生成流程为：

LLC由重载转换到空载状态时，SIGNAL_FH_Front由“1”变为“0”，开关管Q3断开，开关管Q4闭合，LLC由全桥转化到半桥；

LLC由空载转换到重载状态时，SIGNAL_FH_Front由“0”变为“1”，开关管Q3、Q4正常工作，LLC由半桥转化到全桥。