[发明专利]一种双向CLLC谐振拓扑的均压控制电路及方法

权利要求书

1.一种双向CLLC谐振拓扑的均压控制电路，其特征在于，所述电路包括ISOP控制系统、与所述ISOP控制系统连接的至少两个CLLC变换器，其中，所述两个CLLC变换器的母线端口串联，电池端口并联，在正向工作模式下，功率由母线端向电池端传递，在反向工作模式下，功率由电池端向母线端传递；

所述两个CLLC变换器包括第一CLLC变换器和第二CLLC变换器，所述第一CLLC变换器包括第一原边桥、第一副边桥和第一谐振腔，所述第一CLLC变换器的第一原边桥包括并联连接的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂包括MOS管Q1和MOS管Q3，所述第二桥臂包括MOS管Q2和MOS管Q4，所述第一桥臂、第二桥臂分别与所述第一谐振腔连接；所述第一CLLC变换器的第一副边桥包括并联连接的第三桥臂和第四桥臂，所述第三桥臂包括MOS管Q5和MOS管Q7，所述第四桥臂包括MOS管Q6和MOS管Q8，所述第三桥臂、第四桥臂分别与所述第一谐振腔连接；

所述第一谐振腔包括电容C1、电感L1、电感L2、变压器N1以及电容C2，其中，所述电容C1的一端与所述第一桥臂连接，另一端与所述电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端与所述电感L2的一端、所述变压器1的原边的一端连接，所述电感L2的另一端、所述变压器N1的原边的另一端与所述第二桥臂连接；

所述变压器N1的副边的一端与所述电容C2的一端连接，所述电容C2的另一端与所述第三桥臂连接，所述变压器N1的副边的另一端与所述第四桥臂连接；

所述第二CLLC变换器包括第二原边桥、第二副边桥和第二谐振腔，所述第二CLLC变换器的第二原边桥包括并联连接的第五桥臂和第六桥臂，所述第五桥臂包括MOS管Q9和MOS管Q11，所述第六桥臂包括MOS管Q10和MOS管Q12，所述第五桥臂、第六桥臂分别与所述第二谐振腔连接；所述第二CLLC变换器的第二副边桥包括并联连接的第七桥臂和第八桥臂，所述第七桥臂包括MOS管Q13和MOS管Q15，所述第八桥臂包括MOS管Q14和MOS管Q16，所述第七桥臂、第八桥臂分别与所述第二谐振腔连接；

所述双向CLLC谐振拓扑的均压控制电路只有一个环路，并且能够实现多个CLLC变换器的冗余及热插拔，双向谐振变换器在进行ISOP连接采用相同频率的控制策略后，每个CLLC变换器从输入侧看等效为串联的正阻抗，每个CLLC变换器上的电压与阻抗成正比；

在正反向运行模式下，所述双向CLLC谐振拓扑的均压控制电路的控制环路采用单电压环的同频率控制方式，环路采样电池端的电压U_out，通过PID补偿G_vo及脉宽调整单元G_m计算后得到一定频率f的占空比信号，该占空比信号会同步送入MOS管Q1至Q4、Q9至Q12，其中MOS管Q1，Q4分别与MOS管Q2，Q3互补，MOS管Q9，Q12分别与MOS管Q10，Q11互补；通过调整占空比信号的频率实现对输出电压的调整，反馈的占空比信号同时用于控制ISOP连接的两个CLLC变换器，在该控制方式下，两个CLLC变换器等效为两个正阻抗的串联，当各个变换器的参数一致时实现均压，当参数具有差异时，分压与阻抗成正比，各个变换器统一采用该同频率的占空比信号，使变换器间实现双向的自动均压均流。

2.根据权利要求1所述的双向CLLC谐振拓扑的均压控制电路，其特征在于，所述第二谐振腔包括电容C3、电感L3、电感L4、变压器N2以及电容C4，其中，所述电容C3的一端与所述第五桥臂连接，另一端与所述电感L3的一端连接，所述电感L3的另一端与所述电感L4的一端、所述变压器N2的原边的一端连接，所述电感L4的另一端、所述变压器2的原边的另一端与所述第六桥臂连接；

所述变压器N2的副边的一端与所述电容C4的一端连接，所述电容C4的另一端与所述第七桥臂连接，所述变压器N2的副边的另一端与所述第八桥臂连接。

3.一种双向CLLC谐振拓扑的均压控制方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1所述的双向CLLC谐振拓扑的均压控制电路，所述方法包括：

通过所述双向CLLC谐振拓扑的均压控制电路采集电池端电压U_out，

通过PID补偿G_vo及脉宽调整单元G_m计算后得到一定频率f的占空比信号，该占空比信号会同步送入MOS管Q1、Q2、Q3、Q4、Q9、Q10、Q11、Q12；

通过调整所述占空比信号的频率对输出电压进行调整。