[发明专利]一种双向cll谐振变换器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种双向cll谐振变换器及其控制方法，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。与现有技术相比，本发明中仅采用谐振电容Cr，高频变压器T0和谐振电感Lr三个功率器件构成谐振腔，两组固定占空比为50％的PWM波为驱动，以较少的功率器件和简单的控制方法实现了双向CLL谐振变换器在双向运行时逆变侧开关管零电压开通，整流侧二极管零电流关断，具有可双向运行，拓扑和控制方法简单，重量轻、体积小、功率密度高，效率高的优势。

技术领域

本发明涉及电力电子软开关技术领域，特别是一种高频隔离谐振软开关技术，具体提供一种双向cll谐振变换器及其控制方法。

背景技术

随着科技的进步，电子产品的高频化、小型化、高效率、低噪音成为重要的指标。虽然目前的开关管，例如功率MOSFET或IGBT的发展迅速，其性能、损耗在逐渐降低，但是硬开关损耗仍然是系统提高频率、提升效率的一个瓶颈。

硬开关技术会造成开关器件产生较大的开关损耗，限制了开关器件的开关频率，也降低了变换器的效率。

目前双向隔离DC-DC变换器在微电网、电池充放电测试、储能等涉及能量双向流动的测试环境中广泛使用。双向高频隔离DC-DC目前多使用谐振变换技术，但存在的主要问题是谐振功率器件偏多，限制了变换器的功率密度；或者是控制方法复杂增加了设计难度、降低了可靠性。

发明内容

针对以上问题，研发一种谐振功率器件少，控制方法简单的双向高频隔离谐振软开关DC-DC变换器及其控制方法具有较高的研究和应用价值。

本发明的技术任务是针对上述存在的问题，提供一种双向cll谐振变换器及其控制方法。

为实现上述目的，本发明一方面提供了如下技术方案：

一种双向cll谐振变换器，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相连，

所述谐振电容Cr和所述第一H桥右桥臂中点B与所述高频变压器T0原边相连，

所述高频变压器T0的副边与所述第二H桥的右桥臂中点C和所述谐振电感Lr相连，

所述谐振电感Lr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。

本发明另一方面提供一种双向cll谐振变换器控制方法，所述方法的实现包括：

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，如图2所示。