[发明专利]一种双输出交直流变换器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种双输出交直流变换器及其控制方法，属于电力电子变换器技术领域。所述双输出交直流变换器由三端口PFC变换器和一个双输入DCX电路构成，所述三端口PFC变换器提供电压恒定的高压直流输出和电压可调的低压直流输出。高压直流输出一方面与第一负载相连，另一方面和低压直流输出分别用作双输入DCX电路的输入，等效将高低压直流输出串联后与第二负载相连。本发明除了利用三端口PFC变换器提供一个恒定的高压直流输出外，还利用电压可调的低压直流输出实现负载侧电压的宽幅调节，不仅减少了三端口PFC变换器的功率损耗，且大幅提升双输出交直流变换器的整体效率，特别适合双输出且其中某一负载电压大幅变化的交直流电能变换场合。

技术领域

本发明涉及一种双输出交直流变换器及其控制方法，属于电力电子变换器技术领域，尤其属于交流-直流电能变换技术领域。

背景技术

目前，我国的主流供电线路仍然为交流电网，随着电力电子装置的广泛应用，电网中的谐波电流成分越来越大，对电网本身和其他用电设备带来了一系列危害，如继电保护和自动装置的误动作，仪器仪表的误测量，此外电流谐波还会引起附加损耗，造成变压器发热、电缆老化等问题。为此，各国政府和国际机构制定了一系列标准，如IEC 61000-302Class D，来限制变换器的输入电流谐波和功率因数。

面对动力电池充电、电机驱动等高压宽范围以及多输出，如一对二输出的应用场合，传统的两级式交直流变换器，即前级Boost PFC后级联一直-直变换器，该方案虽然可以满足输出电压的高压宽范围连续调节，但传统的两级式结构存在一些不足：首先，变换器输入的交流脉动功率都将经过两级式变换，纵使各级变换器效率都在97％以上，级联后的总机效率也只能在94％附近；其次，传统两级式的的控制思路通常为，前级PFC变换器实现PFC功能和母线电压调节，后级DC-DC变换器在输入母线电压的基础上实现输出电压匹配，因而在高压宽范围变化的应用场合要求后级直-直变换器必须采用具有很宽的电压增益范围，而这类变换器的设计难度通常较大而且很难实现整个增益范围内效率的优化。最后，传统两级式结构很难满足多输出的应用要求。