[发明专利]一种隔离型双向DC-DC变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种隔离型双向DC-DC变换器控制方法，其特征在于，电能从左向右传输的方向为变换器正向运行方向，所述隔离型双向DC-DC变换器包括级联的四开关变换器及CLLLC变换器，所述四开关变换器包括原边第一开关桥臂、原边第二开关桥臂；所述CLLLC变换器包括原边第二开关桥臂、原边第三开关桥臂、副边第一开关桥臂、副边第二开关桥臂；所述四开关变换器与所述CLLLC变换器复用原边第二开关桥臂；

所述四开关变换器包括原边直流电压源V1、原边滤波电容C1、直流母线电容C_bus、第一原边功率开关管S_p1、第二原边功率开关管S_p2、第三原边功率开关管S_p3、第四原边功率开关管S_p4及原边升降压电感L1；第一原边功率开关管S_p1的发射极与第二原边功率开关管S_p2的集电极相连，组成原边第一开关桥臂；所述原边第一开关桥臂与原边滤波电容C1及原边直流电压源V1并联；第三原边功率开关管S_p3的发射极与第四原边功率开关管S_p4的集电极相连，组成原边第二开关桥臂；所述原边第二开关桥臂与直流母线电容C_bus并联；原边升降压电感L1一端连接原边第一开关桥臂的中点，另一端连接原边第二开关桥臂的中点；

所述CLLLC变换器包括第三原边功率开关管S_p3、第四原边功率开关管S_p4、第五原边功率开关管S_p5、第六原边功率开关管S_p6、原边谐振电感L_pr、原边谐振电容C_pr、变压器T1、副边谐振电容C_sr、副边谐振电感L_sr、第一副边功率开关管S_s1、第二副边功率开关管S_s2、第三副边功率开关管S_s3、第四副边功率开关管S_s4、副边直流电压源V2、副边滤波电容C2；第五原边功率开关管S_p5的发射极与第六原边功率开关管S_p6的集电极相连，组成原边第三开关桥臂；所述原边第三开关桥臂与原边第二开关桥臂及直流母线电容C_bus并联；原边谐振电感L_pr、原边谐振电容C_pr及变压器T1原边绕组构成原边串联谐振网络；所述原边串联谐振网络一端连接原边第二开关桥臂的中点，另一端连接原边第三开关桥臂的中点；第一副边功率开关管S_s1的发射极与第二副边功率开关管S_s2的集电极相连，组成副边第一开关桥臂；第三副边功率开关管S_s3的发射极与第四副边功率开关管S_s4的集电极相连，组成副边第二开关桥臂；副边第一开关桥臂、副边第二开关桥臂与副边直流电压源V2、副边滤波电容C2并联；副边谐振电感L_sr、副边谐振电容C_sr及变压器T1副边绕组构成副边串联谐振网络；副边串联谐振网络一端连接副边第一开关桥臂的中点，另一端连接副边第二开关桥臂的中点；

变换器正向运行时，给第一原边功率开关管S_p1、第二原边功率开关管S_p2、第三原边功率开关管S_p3、第四原边功率开关管S_p4、第五原边功率开关管S_p5、第六原边功率开关管S_p6施加控制信号；第一副边功率开关管S_s1、第二副边功率开关管S_s2、第三副边功率开关管S_s3、第四副边功率开关管S_s4处于无源整流或同步整流状态；调节第一原边功率开关管S_p1的占空比改变直流母线电容C_bus的电压V_Cbus，即改变CLLLC变换器的输入电压，进而改变变换器输出电压；通过调节第一原边功率开关管S_p1和第三原边功率开关管S_p3的控制信号相位差，实现原副边所有开关管软开关；

变换器反向运行时，给第一副边功率开关管S_s1、第二副边功率开关管S_s2、第三副边功率开关管S_s3、第四副边功率开关管S_s4施加控制信号；第三原边功率开关管S_p3、第四原边功率开关管S_p4、第五原边功率开关管S_p5、第六原边功率开关管S_p6处于同步整流状态；调节第一原边功率开关管S_p1的占空比改变变换器输出电压，通过调节第一原边功率开关管S_p1和第三原边功率开关管S_p3的控制信号相位差，实现原副边所有开关管软开关。