[发明专利]双向直流变换器及双向直流变换控制方法

权利要求书

1.一种双向直流变换器，包括第一斩波单元、第二斩波单元、变压器以及控制单元，所述第一斩波单元的第一侧连接到第一外接端子、第二侧经由第一电感连接到所述变压器的原边绕组；其特征在于：所述第二斩波单元采用H桥斩波电路，且所述第二斩波单元的第一侧连接到所述变压器的副边绕组、第二侧连接到正母线和负母线；所述正母线和负母线之间具有串联连接的第一电容和第二电容，且所述第二电容的两端连接到第二外接端子；所述双向直流变换器还包括第二电感，且所述第一电容和第二电容的连接点经由所述第二电感连接到所述变压器的副边绕组的中间抽头；所述控制单元连接到所述第一斩波单元和第二斩波单元的控制端，且所述控制单元在能量由第二外接端子流向第一外接端子时，生成具有目标占空比的脉冲宽度调制信号并输出到第二斩波单元的控制端；

所述第二斩波单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，且所述第一开关管、第二开关管串联连接在正母线和负母线之间、所述第三开关管和第四开关管串联连接在正母线和负母线之间；所述第一开关管和所述第二开关管的连接点连接到所述变压器的副边绕组的首端、所述第三开关管和所述第四开关管的连接点连接到所述变压器的副边绕组的尾端；

所述控制单元向所述第一开关管输出第一脉冲宽度调制信号、向所述第二开关管输出第二脉冲宽度调制信号、向所述第三开关管输出第三脉冲宽度调制信号以及向所述第四开关管输出第四脉冲宽度调制信号，且所述第一脉冲宽度调制信号与第二脉冲宽度调制信号互补，所述第三脉冲宽度调制信号与第四脉冲宽度调制信号互补，所述第一脉冲宽度调制信号与第三脉冲宽度调制信号的相位差为180度，所述第二脉冲宽度调制信号与第四脉冲宽度调制信号的相位差为180度；

在能量由第二外接端子流向第一外接端子时，所述第一外接端子的电压V_1DC满足：

其中，V_2DC为第二外接端子电压，t_on为第一脉冲宽度调制信号的脉冲宽度，t_off为第一脉冲宽度调制信号的脉冲间隔，L₁为第一电感的电感量，Ts为第一脉冲宽度调制信号的控制周期，且Ts＝t_on+t_off，Ro为第一外接端子所连接负载的等效电阻，为所述变压器原边绕组和副边绕组的匝数比；

所述控制单元在生成具有目标占空比的脉冲宽度调制信号时，将具有初始占空比的脉冲宽度调制信号输出到第二斩波单元的控制端，并根据第一外接端子的电压反馈值计算第一外接端子所连接负载的等效电阻Ro，最终根据所述第一外接端子所连接负载的等效电阻Ro计算目标占空比。

2.根据权利要求1所述的双向直流变换器，其特征在于：所述控制单元在生成具有目标占空比的脉冲宽度调制信号时，将具有初始占空比的脉冲宽度调制信号输出到第二斩波单元的控制端，并根据第一外接端子反馈的电压调整所述初始占空比直到第一外接端子的输出电压达到预定值，并将所述第一外接端子的输出电压达到预定值时的初始占空比确定为目标占空比。