[发明专利]一种基于自定义符号矩阵的双有源全桥电路化简方法

说明书

本发明涉及一种基于自定义符号矩阵的双有源全桥电路化简方法。步骤包括：观测待化简的双有源全桥电路中所有开关管的驱动信号；判断是否有驱动信号相同开关管，若是，则进入下一步，若否，则无法化简；将待化简的双有源全桥电路建模成为自定义符号矩阵；将自定义符号矩阵化简为新的自定义符号矩阵；将新的自定义符号矩阵还原为新的双有源全桥电路；计算待化简的双有源全桥电路中被合并的开关管的电流路径P_old、新的双有源全桥电路中合并后的开关管的电流路径P_new；判断P_old是否与P_new相同，若是，则化简成功，若否，则无法化简。本发明可以在保留双有源全桥电路输出特性的基础上，化简电路，减少开关管，从而节约了成本并提高电路的能量密度。

技术领域

本发明涉及双有源全桥电路技术领域，具体涉及一种基于自定义符号矩阵的双有源全桥电路化简方法。

背景技术

在能源危机和环境污染问题日益严峻的时代背景下，各种各样的双有源全桥电路在分布式新能源发电系统、电动汽车和航空航天中得到了广泛的应用。因此，人们对双有源全桥电路的效率、成本和稳定性提出了更高的要求。然而双有源全桥电路极为复杂，往往有着大量冗余的器件。冗余的器件会导致电路的低效率、高成本和低稳定性，因此，研究者们致力于寻找简化的双有源全桥电路。

但是，大多数双有源全桥电路的简化通常严重依赖于研究者的经验或灵感。研究者们对简化的双有源全桥电路有着很好的总结，但没有提出一种系统化的双有源全桥电路化简方法。

因此，迫切需要一种系统化的方法来化简双有源全桥电路中的冗余器件。这有助于提高设计效率，并且提高双有源全桥电路的稳定性、能量密度，降低其制造成本。

发明内容

本发明为解决上述问题，提出了一种基于自定义符号矩阵的双有源全桥电路化简方法。

具体地，所述方法包括以下步骤：

S1：观测待化简的双有源全桥电路A中各个开关管驱动信号的频率和占空比；

S2：判断是否有驱动信号的频率和占空比都相同的第一开关管Q₁和第二开关管Q₂，若是，则进入S3，若否，则待化简的双有源全桥电路A无法被化简；

S3：将待化简的双有源全桥电路A建模成为自定义符号矩阵G_c；具体包括以下步骤：

S3.1：将待化简的双有源全桥电路A抽象成自定义符号有向图；

S3.2：将自定义符号有向图建模成自定义符号矩阵G_c；

其中，自定义符号矩阵具体为：

每一个自定义符号有向图都可以被建模为唯一的自定义符号矩阵；自定义符号矩阵为N×N的矩阵，其中N为自定义符号有向图的节点数；矩阵元素a_ij定义为：

上式中，e_ij是连接节点i和j的器件；c是导通因子，是非导通因子，它们只存在于开关管Q和二极管D前面，c的取值为1或0，c存在于被合并的开关管前面，然后，剩余的二极管和开关管若导通顺序与合并后的开关管相同，将c放置在它们前面；若导通顺序与合并后的开关管相反，则将放置在它们前面；具有c的器件和具有的器件不同时导通；双向器件在自定义符号矩阵中均存在互为对角的矩阵元素相同；

S4：将自定义符号矩阵G_c化简为新的自定义符号矩阵G_c,new；具体包括以下步骤：

S4.1：将自定义符号矩阵G_c的第m行加到第i行，得到第一过渡自定义符号矩阵G_c1；