[发明专利]直流/直流变换器及其控制方法

说明书

本公开提供一种直流/直流变换器的控制方法与直流/直流变换器。直流/直流变换器包括耦接于第一节点的第一电容和第二电容；耦接于第一节点至第五节点的五端口网络；电连接于第四节点和第五节点变压器和电连接于变压器的副边绕组的二次侧电路，该二次侧电路耦接于负载；控制方法包括：在负载小于预设值时，控制二次侧电路中多个开关管的开关状态使变压器在停止能量传输阶段内短路至少第一时间段；在第一时间段内控制五端口网络中的多个开关管的开关状态使电流从五端口网络流入至第一节点或从第一节点流出至五端口网络，以减小第一电容与第二电容上的电压差。本公开提供的直流/直流变换器的控制方法可以增大直流/直流变换器的中点平衡调节能力。

技术领域

本公开涉及电源技术领域，具体而言，涉及一种直流/直流变换器的控制方法与相关的直流/直流变换器。

背景技术

高压直流/直流变换器被广泛应用在大功率直流变换系统、新能源储能系统、电动汽车充电装置、轨道交通配电系统中，为减小导线损耗和成本、提高电压等级、减少级联单元数目，高压直流/直流变换器通常借助三电平电路来实现高压输入。受硬件参数不一致等因素影响，三电平电路的中点电位会出现不平衡现象，影响器件安全和变换器的正常运行，须对中点电位进行平衡控制。

在相关技术中，通常通过调控流经中点的电流来调节中点平衡，该电流的大小取决于负载大小，当负载过小时，电流幅值过小，难以实现中点电位的调节。

此外，高压直流/直流变换器在轻载情况下时通常会工作于打嗝模式 (BurstMode)以减小器件的开关和导通损耗，提升效率。打嗝模式即轻载时变换器间歇工作，开关管开启一段时间传递能量给负载供电，并向输出电容充电，充够一定能量后变换器停止工作，由输出电容提供负载功率，放电至一定程度后继续开通变换器进行充电，循环往复。应用三电平电路的直流/直流变换器工作于轻载Burst模式下时，只有在能量传递阶段开关管动作才能进行中点平衡控制，随着负载变轻，开关动作时间缩短，中点调节能力减弱。

因此，应用三电平电路的直流/直流变换器在目前的工作模式下存在轻载中点平衡能力弱的问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种直流/直流变换器的控制方法与相关的直流/直流变换器，用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致应用三电平电路的直流/直流变换器在目前的工作模式下轻载中点平衡能力弱的问题。

根据本公开的第一方面，提供一种直流/直流变换器的控制方法，应用于直流/直流变换器，所述直流/直流变换器包括耦接于第一节点的第一电容和第二电容，所述第一电容的第二端耦接于第二节点，所述第二电容的第二端耦接于第三节点；耦接于所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点的五端口网络，所述五端口网络还耦接于第四节点和第五节点；与所述第四节点和所述第五节点电连接的变压器；电连接于所述变压器的副边绕组的二次侧电路，所述二次侧电路耦接于负载；包括：

在所述负载小于预设值时，控制所述二次侧电路中多个开关管的开关状态使所述变压器在停止能量传输阶段内短路至少第一时间段；

在所述第一时间段内控制所述五端口网络中的多个开关管的开关状态使电流从所述五端口网络流入至所述第一节点或从所述第一节点流出至所述五端口网络，以减小所述第一电容与所述第二电容上的电压差。

在本公开的示例性实施例中，所述五端口网络包括耦接在所述第一节点和所述第二节点之间的第一桥臂、耦接在所述第一节点和所述第三节点之间的第二桥臂，所述第一桥臂包括串联的第一开关元件和第二开关元件，所述第二桥臂包括串联的第三开关元件和第四开关元件。