[发明专利]一种基于频率调节的双有源桥DC/DC变换器全范围软开关控制方法

权利要求书

1.一种基于频率调节的双有源桥DC/DC变换器全范围软开关控制方法，包括如下步骤：

(1)设定变换器的输出电压U₂以及基础开关频率f_base；

(2)根据检测变换器的输入电压U₁，通过以下公式计算确定基础开关频率f_base下软开关工作区两个临界点B₁和B₂的移相占空比以及内移相占空比；

其中：和D_y1分别为临界点B₁的移相占空比和内移相占空比，和D_y2分别为临界点B₂的移相占空比和内移相占空比；当U₁≥nU₂时，k＝nU₂/U₁；当U₁＜nU₂时，k＝U₁/nU₂；n为变换器中变压器原副边的匝比，C_ds为变换器中开关管的结电容，L为变换器中的电感值，T_DZ为变换器中开关管的死区时间；

(3)根据功率传输特性计算两个临界点B₁和B₂对应的传输功率P₁和P₂；

(4)通过在软开关工作区内调节移相占空比和内移相占空比D_y以适应负载变化；对于基础开关频率f_base下无法实现软开关的负载范围，通过调节开关频率使和D_y固定在软开关工作区的临界点B₂上；

(5)根据和D_y确定变换器中各开关管的开关时序并加以控制。

2.根据权利要求1所述的双有源桥DC/DC变换器全范围软开关控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中通过以下公式计算两个临界点B₁和B₂对应的传输功率P₁和P₂；

3.根据权利要求1所述的双有源桥DC/DC变换器全范围软开关控制方法，其特征在于：所述步骤(4)的具体实现方法如下：

当变换器的输出功率P_o在负载范围P_o<P₁或P_o>P₂情况下，在ZVS工作区内根据以下功率传输方程调节移相占空比和内移相占空比D_y；

当变换器的输出功率P_o在负载范围P₁≤P_o≤P₂情况下，使D_y＝D_y2，根据以下功率传输方程调节开关频率f_s以适应输出功率P_o的变化；

其中：P_base和P_o^*分别为功率基值和功率标幺值。

4.根据权利要求3所述的双有源桥DC/DC变换器全范围软开关控制方法，其特征在于：在D_y以及f_s的实际调节过程中通过对两个临界点的传输功率P₁和P₂加入滞回环节，以避免临界点附近频繁切换。

5.根据权利要求1所述的双有源桥DC/DC变换器全范围软开关控制方法，其特征在于：所述步骤(5)确定变换器中各开关管的开关时序，具体方法如下：

当原边为高压侧，能量从原边流向副边情况时能量从副边流向原边情况时S1与S2的开关相位互补，S3与S4的开关相位互补，Q1与Q2的开关相位互补，Q3与Q4的开关相位互补，占空比均为50％，Q1与Q4的开关相位一致，S1开通时刻超前S3开通时刻为D_yT_s/2，S1开通时刻滞后Q1开通时刻为

当副边为高压侧，能量从原边流向副边情况时能量从副边流向原边情况时S1与S2的开关相位互补，S3与S4的开关相位互补，Q1与Q2的开关相位互补，Q3与Q4的开关相位互补，占空比均为50％，S1与S4的开关相位一致，Q1开通时刻超前Q3开通时刻为D_yT_s/2，S1开通时刻超前Q1开通时刻为

其中：S1和S3为原边上管，S2和S4为对应S1和S3的原边下管，Q1和Q3为副边上管，Q2和Q4为对应Q1和Q3的副边下管，T_s为开关周期。