[发明专利]谐振型隔离双向直流变换器的瞬态功率平衡方法及系统

权利要求书

1.一种谐振型隔离双向直流变换器的瞬态功率平衡控制方法，其特征在于，包括：

步骤1：对变换器的输入输出的电压电流、输出电压指令进行采集；

步骤2：根据步骤1采集的数据对变流器工况进行判断，若当前控制周期较上一控制周期的输出电压参考值未发生改变、输出电压未发生明显改变而输出电流发生明显改变则选择瞬态功率平衡算法，否则选择离散PI算法，然后计算变换器各开关组态的持续时间；

步骤3：根据步骤2计算得到的持续时间切换次序并控制变换器的开关动作；

步骤4：瞬态功率平衡算法执行完毕后，将离散PI算法中的误差积分值重置为新的稳态移相比和积分系数的比值。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述瞬态功率平衡算法在输出电压恒定、而负载功率的大小或方向发生剧烈波动时，根据变动前的移相比变动后的功率所对应的移相比，结合变换器的设计参数以及变换器的输入、输出电压，计算使变换器的传输功率沿时间最优轨迹调整至新功率的两个过渡开关组态的持续时间；根据新的稳态移相比计算过渡完成后的稳态开关组态持续时间。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述控制变换器的开关动作由有限状态机实现状态切换动作，在变换器进入起始开关组态后刷新各开关组态的持续时间为过渡时间，同时刷新状态切换次序；在变换器进入结束开关组态后，将起始开关组态的持续时间刷新为新稳态时间；在变换器离开结束开关组态后，将结束开关组态的持续时间刷新为新稳态时间。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括：对于每一控制周期，只有控制器判断需要在维持输出电压恒定的条件下修改传输功率时，才选择瞬态功率平衡算法，否则选择离散PI算法；当瞬态功率平衡算法将控制权交还给离散PI算法时，须重置误差积分值。

5.基于权利要求1～4任一方法的系统，其特征在于，包括：实现控制逻辑的主控制器和负责执行控制的有限状态机；所述主控制器执行所述步骤1和所述步骤2，所述有限状态机执行所述步骤3和所述步骤4。

6.根据权利要求5所述系统，其特征在于，所述有限状态机具有四个状态：结构1、结构2、结构3和结构4，分别对应LC串联谐振DAB在单移相工作机制下的4种开关组合状态，有限状态机的状态转移次序由主控制器下发的移相方向指令Dir控制：若Dir＝1，则副边H桥相位滞后原边，状态转移次序为“结构1→结构2→结构3→结构4→结构1→…”；若Dir＝0，则副边H桥相位超前原边，状态转移次序为“结构1→结构4→结构3→结构2→结构1→…”。

7.根据权利要求5所述系统，其特征在于，所述有限状态机的驱动函数由开关组态定时器和主控制器下发的状态定时指令L_1，3和L_2，4决定，定时器工作在累加计数模式，其计数值记录在变量Timer中；若当前状态为结构1或3，则当Timer达到定时指令L_1，3，若当前状态为结构2或4，则当Timer达到定时指令L_2，4后，有限状态机按Dir指令决定的状态转移次序切换至下一状态，同时将定时器置零，并将切换后的新状态通过变量Struct上报主控制器；主控制器通过访问变量Struct和Timer的值确定变换器当前处于何种开关组态及该结构已持续的时间。

8.根据权利要求5所述系统，其特征在于，所述有限状态机的输出方程为从当前状态到相应开关组态的驱动信号的映射关系，在状态切换时，开通信号添加适当的死区延迟。

9.根据权利要求5所述系统，其特征在于，所述主控制器首先对输出电压指令和变换器端口电压、电流的采样值进行处理，然后通过状态定时指令L_1，3、L_2，4和移相方向指令Dir控制有限状态机的运行，进而控制变换器的开关动作、以实现预期控制效果。