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专利号: 2021114662553
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双向CLLC谐振变换器的同步整流方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1,在电压控制环路中得到电路的开关频率fs;采样低压侧整流器的输出电压Vo,将实测值Vo与给定值Voref做差,再经过电压控制器输出电压控制量Vcontrol,电压控制采用PI控制器,其中电压控制量Vcontrol经压控振荡器后产生电路的工作开关频率fs;

步骤2,根据工作开关频率fs和公式(1)判断电路的工作状态,根据开关频率fs将电路运行状态分为远谐振频率欠谐振状态记为State1、谐振频率附近状态记为State2和远谐振频率过谐振状态记为State3,三种运行状态频率范围为:fmin≤fs<0.95fr,State1

0.95fr≤fs≤1.05fr,State2

1.05fr<fs≤fmax,State3         (1)其中公式(1)中,fmin为开关频率范围内的最小开关频率,fmax为开关频率范围内的最大开关频率;

步骤3,选取移相角 电路采用定移相角变频控制方式运行;移相角 的选取范围如公式(2)所示,其中 tdead=100ns;

当fs<fr

步骤4,根据移相角 和公式(3)计算移相产生的占空比Dbasis;Dbasis的计算公式为:当

步骤5,低压侧整流器同步整流控制软起动运行,开关S=1;具体过程如下:占空比从0开始在每个开关周期内以步长ΔDsoftstart增加到Dsoftstart_final,其中Dsoftstart_final根据公式(4)求取,ΔDsoftstart根据公式(5)求取;Tsoftstart为同步整流软起动时间,此处取Tsoftstart=

50ms,Dsoftstart_final为t=Tsoftstart时开关管Q5至开关管Q8的占空比:State1

Dsoftstart_final=Dbasis,State2或State3             (4)记Tstep为控制器计算步长,以时钟频率为150MHz的控制器为例,取Tstep=16.667ns,软起动步长ΔDsoftstart的计算公式为:步骤6,当D=Dsoftstart_final时,同步整流软起动结束,此时开关S=2,开始对低压侧整流器进行最大效率点跟踪控制;

步骤7,根据占空比D获得开关管Q5至开关管Q8的开关信号Vgs5至Vgs8;低压侧开关管Q5、开关管Q8的导通时刻ton为高压侧开关管Q3的下降沿;低压侧开关管Q6、开关管Q7的导通时刻ton为高压侧开关管Q4的下降沿。

2.根据权利要求1所述的一种双向CLLC谐振变换器的同步整流方法,其特征在于,所述步骤6的具体步骤如下:具体过程如下:

步骤6.1,根据公式(6)计算电路的工作效率η:公式(6)中,Uo和Io分别为输出侧直流电压和直流电流,Uin和Iin分别为输入侧直流电压和直流电流;

步骤6.2,谐振变换器工作在State1和State3时,占空比D如公式(7)所示:D=Dlast+ΔDMEPT                            (7)公式(7)中ΔDMEPT为最大效率点跟踪控制中占空比的变化步长,Dlast为上一开关周期的同步整流占空比,Dlast的初始值为Dsoftstart_final;如果执行公式(7)后工作效率η增加,则继续执行公式(7),直到D=Doptimization时停止,Doptimization如图3中所示,表示同步整流过程的最优占空比;谐振变换器工作在State2时,占空比D如公式(8)所示:D=Dsoftstart_final                                                (8)。