[发明专利]一种双向全桥谐振直流/直流变换器及其控制方法

摘要

本发明提供一种双向全桥谐振直流/直流变换器及其控制方法，变换器包括依次相连接的第一滤波电路、第一全桥电路、谐振变换电路、第二全桥电路和第二滤波电路，以及还包括控制单元，控制单元分别采集第一滤波电路、第二滤波电路的工作电流，控制单元分别对第一全桥电路和第二全桥电路根据预设信号进行控制。控制方法包括根据能量流向使全桥电路进入主动开关模式或二极管模式。继而实现能量的高效双向变换，使得本双向全桥谐振直流/直流变换器及其控制方法更加具备实用性。

主权项

1.一种双向全桥谐振直流/直流变换器的控制方法，其特征在于，所述双向全桥谐振直流/直流变换器包括依次相连接的第一滤波电路、第一全桥电路、谐振电路、第二全桥电路和第二滤波电路；所述双向全桥谐振直流/直流变换器还包括控制单元，所述控制单元分别与所述第一滤波电路、所述第二滤波电路电连接；所述第一全桥电路的超前臂由第一开关管和第二开关管构成，所述第一开关管的漏极与所述第二开关管的源极连接，所述第一全桥电路的滞后臂由第三开关管和第四开关管构成，所述第三开关管的漏极与所述第四开关管的源极连接，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管的栅极分别与所述控制单元连接；所述第二全桥电路的超前臂由第五开关管和第六开关管构成，所述第五开关管的漏极与所述第六开关管的源极连接，所述第二全桥电路的滞后臂由第七开关管和第八开关管构成，所述第七开关管的漏极与所述第八开关管的源极连接，所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第八开关管的栅极分别与所述控制单元连接；所述控制单元包括控制模块和控制器，所述控制模块包括：调节控制器，所述调节控制器接收反馈信号和所述控制器输出的预设信号，所述反馈信号为采用所述第一滤波电路或所述第二滤波电路的工作电流所得，所述调节控制器根据所述预设信号和所述反馈信号运算得出控制信号；相位运算电路，所述相位运算电路接收所述调节控制器输出的所述控制信号；频率运算电路，所述频率运算电路接收所述调节控制器输出的所述控制信号；脉冲发生电路，所述脉冲发生电路接收所述频率运算电路输出的频率信号；移相电路，所述移相电路接收所述脉冲发生电路输出的基准脉冲信号，所述移相电路接收所述相位运算电路输出的相位信号；驱动电路，所述驱动电路接收所述脉冲发生电路输出的所述基准脉冲信号，所述驱动电路根据所述基准脉冲信号对所述第一全桥电路的超前臂进行驱动，所述驱动电路接收所述移相电路输出的移相脉冲信号，所述驱动电路根据所述移相脉冲信号对所述第一全桥电路的滞后臂进行驱动;所述谐振电路包括谐振电感、谐振电容、第一储能电感、第一隔直电容、第二储能电感和第二隔直电容；所述谐振电感的第一端、所述第一储能电感的第一端与所述第一开关管的漏极电连接，所述第二储能电感的第一端、所述谐振电容的第一端与所述第五开关管的漏极电连接，所述谐振电感的第二端与所述谐振电容的第二端电连接，所述第一储能电感的第二端与所述第一隔直电容的第一端电连接，所述第二储能电感的第二端与所述第二隔直电容的第一端电连接，第一隔直电容的第二端、第二隔直电容的第二端、所述第三开关管的漏极和所述第七开关管的漏极电连接；所述控制方法包括：当能量变换方向是从第一滤波电路流向所述第二滤波电路时，执行第一流向变换步骤；当能量变换方向是从第二滤波电路流向所述第一滤波电路时，执行第二流向变换步骤，所述第一流向变换步骤包括：所述控制单元接收第一预设信号和第一反馈信号，所述第一反馈信号为采用所述第二滤波电路的工作电流所得；所述控制单元根据所述第一预设信号和所述反馈信号运算得出第一控制信号，所述控制单元根据所述第一预设信号运算得出第一整流控制信号；所述控制单元根据所述第一控制信号生成第一基准脉冲信号和第一移相脉冲信号，所述控制单元对所述第一全桥电路的超前臂按照所述第一基准脉冲信号进行驱动，所述控制单元对所述第一全桥电路的滞后臂按照所述第一移相脉冲信号进行驱动，所述控制单元根据所述第一整流控制信号对所述第二全桥电路进行驱动；所述第二流向变换步骤包括：所述控制单元接收第二预设信号和第二反馈信号，所述第二反馈信号为采用所述第一滤波电路的工作电流所得；所述控制单元根据所述第二预设信号和所述反馈信号运算得出第二控制信号，所述控制单元根据所述第二预设信号运算得出第二整流控制信号；所述控制单元根据所述第二控制信号生成第二基准脉冲信号和第二移相脉冲信号，所述控制单元对所述第二全桥电路的超前臂按照所述第二基准脉冲信号进行驱动，所述控制单元对所述第二全桥电路的滞后臂按照所述第二移相脉冲信号进行驱动，所述控制单元根据所述第二整流控制信号对所述第一全桥电路进行驱动；所述控制单元利用基准脉冲信号和移相脉冲信号对所述第一全桥电路或所述第二全桥电路进行驱动时，所述控制方法还包括：判断预设信号和反馈信号的大小关系；如所述反馈信号大于所述预设信号，则输出变小的控制信号, 所述相位运算电路可根据变小的控制信号输出移相角变小的移相脉冲信号,所述频率运算电路可根据变小的控制信号输出频率变大的基准脉冲信号；如所述反馈信号小于所述预设信号，则输出变大的控制信号，所述相位运算电路可根据变大的控制信号输出移相角变大的移相脉冲信号,所述频率运算电路可根据变大的控制信号输出频率变小的基准脉冲信号；预设有第一阈值和第二阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值；在输出变化后的控制信号之后，所述控制方法还包括：当控制信号小于所述第一阈值，则所述相位运算电路输出移相角变大的移相脉冲信号；当控制信号大于等于所述第一阈值且小于等于所述第二阈值，则所述相位运算电路输出移相角变大的移相脉冲信号，所述频率运算电路输出频率变小的基准脉冲信号；当所述控制信号大于所述第二阈值，则所述频率运算电路输出频率变小的基准脉冲信号。