[发明专利]一种双向cll谐振变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种双向cll谐振变换器控制方法，其特征在于，

所述双向cll谐振变换器的结构包括第一母线电容C9、第一H桥、谐振电容Cr、高频变压器T0、谐振电感Lr、第二H桥、第二母线电容C10，其中，所述谐振电容Cr、高频变压器T0和谐振电感Lr构成谐振腔；

所述第一母线电容C9与所述第一H桥的直流侧V1+和V1-相连，

所述第一H桥的左桥臂中点A与所述谐振电容Cr的一端相连，

所述谐振电容Cr的另一端和所述第一H桥右桥臂中点B分别与所述高频变压器T0原边的两端相连，

所述高频变压器T0的副边的两端分别与所述第二H桥的右桥臂中点C和所述谐振电感Lr的一端相连，

所述谐振电感Lr的另一端与所述第二H桥的左桥臂中点D相连，

所述第二H桥的直流侧V2+和V2-与所述第二母线电容C10相连；

所述双向CLL谐振变换器正向工作时，第一H桥工作在逆变状态，第二H桥工作在整流状态，能量从V1流向V2；

所述双向CLL谐振变换器反向工作时，第一H桥工作在整流状态，第二H桥工作在逆变状态，能量从V2流向V1；

所述双向cll谐振变换器的驱动方式为两组频率固定，占空比为50％的PWM波，第一H桥的结构包括左桥臂开关管T1、T2，右桥臂开关管T3、T4，第二H桥的结构包括左桥臂开关管T5、T6，右桥臂开关管T7、T8，其中T1、T4、T6、T7驱动信号相同，T2、T3、T5、T8驱动信号相同，两组驱动互补导通；

开关管T1-T8分别具有体二极管D1-D8和体电容C1-C8；

所述双向CLL谐振变换器正向工作时等效模型为Type-11模型，其构成包括：谐振电容Cr，高频变压器T0原边励磁电感Lm_P，等效谐振电感Lr_eq_P，等效交流阻抗Rac_eq_P，其中，Lr_eq_P为正向工作时谐振电感Lr等效到变压器原边的等效谐振电感，Rac_eq_P为正向运行时副边电路等效到逆变侧的等效交流阻抗；

所述根据双向CLL谐振变换器正向工作时等效模型等效变换后的结构包括：

L2＝Lr_eq_P，正向工作时谐振电感Lr等效到变压器T0原边的等效谐振电感；

L1＝Lm_P，高频变压器T0原边励磁电感；

Cr，谐振电容；

流过谐振电容Cr的电流为ic，

流过高频变压器T0原边励磁电感L1的电流为i1，

流过L2的电流为i2，流过二极管D5的电流为i5，流过二极管D7的电流为i7；

所述双向CLL谐振变换器正向工作时模态如下：

分析i1为正时的工作状态，双向CLL谐振变换器正向工作模态：

t3-t4阶段：T1、T4、T6、T7开通，ic过峰值后正向减小，t4时刻ic＝i1；i1过零后正向增大，ic＝i1+i2，t4时刻i1＝ic，i2＝0；

t4时刻：i1＝ic，i2＝0，D6,D7零电流关断，T6T7一直导通，V2，C10开始放电，变压器副边线圈开始励磁，产生电流is；

t4-t5阶段：变压器反向励磁导致i2过零后负向增加，副边对逆变侧短暂能量回馈，反向电流大小为is，ic继续减小，i1＝ic+i2；

t5时刻ic＝0,i1＝i2；

t5-t6阶段：i1继续增大，ic过零后负向增加的原因使is在增加,i2，i7负向增大；

t6时刻，T1、T4、T6、T7关断，ic和i2,i7到达负向暂态峰值，T6T7硬关断；

t6-t8阶段：进入死区T1T4，T6T7关断之后is换流至D5D8，并开始减小；i2也随之负向减小；同时ic负向减小，t7时刻减小至零，随后正向增加；

t8-t9阶段：C1-C4电容充放电结束之后，ic开始经过D2D3续流，为T2T3开通实现零电压做准备；

t9-t10阶段：t9时刻T2T3和T5T8零电压开通，实现ZVS。

2.根据权利要求1所述的一种双向cll谐振变换器控制方法，其特征在于，

所述双向CLL谐振变换器反向工作时等效模型为Type-4模型，其结构包括：谐振电感Lr，高频变压器T0副边等效励磁电感Lm_N，等效谐振电容Cr_eq_N，等效交流阻抗Rac_eq_N，其中：Cr_eq_N为反向工作时谐振电容Cr等效到变压器副边的等效谐振电容，Rac_eq_N为反向运行时变压器原边电路等效到逆变侧的等效交流阻抗。