[发明专利]调节桥臂死区的方法及相关设备

说明书

本申请实施例提供了一种调节桥臂死区的方法及相关设备，应用于双有源桥变换器，变换器包括第一桥式单元和第二桥式单元，第一桥式单元包含第一桥臂和第二桥臂，第二桥式单元包含第三桥臂和第四桥臂，包括：确定双有源桥变换器的工作模式，工作模式包含三角波模式下的升压模式和/或降压模式；根据工作模式确定目标桥臂，目标桥臂属于第一桥式单元或者第二桥式单元；设置目标桥臂的死区时间和其他桥臂的死区时间，其中，其他桥臂为双有源桥变换器所包含的桥臂中除去目标桥臂以外的桥臂，目标桥臂的死区时间与其他桥臂的死区时间不同。本申请实施例，通过调节各个桥臂的死区来实现变换器中开关管的零电压开通，减小开关损耗，提高变换器的效率。

技术领域

本申请涉及变换器技术领域，尤其涉及一种调节桥臂死区的方法及相关设备。

背景技术

双有源桥（dual active bridge，DAB）双向DC-DC变换器（以下简称双有源桥变换器）因其高功率密度、双向功率流动、结构对称且易于实现零电压开通（zero voltageswitch，ZVS）等优点，在分布式发电系统、交直流混合微电网等场合的应用日趋广泛。DAB变换器在实际工程应用中，主要以电感电流峰值、有效值、回流功率特性等作为优化目标。经过优化后，DAB变换器的电感电流在很大区间内，可以工作在三角波模式。

但是在实际应用中，为了防止DAB变换器中的同一桥臂上下两个开关管直通，死区的加入必不可少。死区的设置方式是各个桥臂使用相同的死区，在理论计算优化策略时，并未将死区的影响纳入计算。所以，由于死区效应会导致半个周期内一次侧、二次侧电压作用在电感上的伏秒不平衡，从而使得电感在续流阶段不归零。而电感在续流阶段不归零，将会使得一个桥臂的开关管动作有反向恢复电流，产生较大的反向恢复损耗，不能实现零电压ZVS，降低了DAB变换器的效率。

发明内容

本申请实施例提供了一种调节桥臂死区的方法及相关设备，可以通过调节各个桥臂的死区来实现双有源桥变换器中开关管的零电压开通，以减小开关损耗，提高变换器的效率。

第一方面，本申请实施例提供的一种调节桥臂死区的方法，所述方法应用于双有源桥变换器，所述双有源桥变换器包括第一桥式单元和第二桥式单元，所述第一桥式单元包含第一桥臂和第二桥臂，所述第二桥式单元包含第三桥臂和第四桥臂，所述方法包括：

确定所述双有源桥变换器的工作模式，所述工作模式包含三角波模式下的升压模式和/或降压模式；

根据所述工作模式确定目标桥臂，所述目标桥臂属于所述第一桥式单元或者所述第二桥式单元；

设置所述目标桥臂的死区时间和其他桥臂的死区时间，其中，所述其他桥臂为所述双有源桥变换器所包含的桥臂中除去所述目标桥臂以外的桥臂，所述目标桥臂的死区时间与所述其他桥臂的死区时间不同。

在上述方法中，考虑到同一桥臂的开关管需要设置死区，以防止直通。但是，加入死区后，由于死区效应，使得有些桥臂的开关管在驱动结束后并未真正关断，电流仍然可以从其体二极管流过，电压继续作用在电感上，导致电感电流在续流阶段不能归零。因此，本申请实施例通过双有源桥变换器所位于的工作模式来确定目标桥臂，设置目标桥臂和其他桥臂的死区时间，使得目标桥臂和其他桥臂的死区时间的不同来实现桥臂的某些开关管在驱动结束后实现关断，实现零电压开通，减少开关损耗。

在第一方面的一种可选的方案中，所述根据所述工作模式确定目标桥臂，包括：

在所述工作模式为所述降压模式的情况下，根据所述降压模式确定所述目标桥臂为所述第一桥式单元中的所述第二桥臂，所述第二桥臂为所述第一桥式单元中靠近所述双有源桥变换器的高频变压器的桥臂，所述第一桥式单元位于所述双有源桥变换器的输入电压侧。

在第一方面的一种可选的方案中，所述根据所述工作模式确定目标桥臂，包括：