一种新能源直流并网的复合式谐振全桥变换器及控制方法与流程

文档序号:12130870阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种新能源直流并网的复合式谐振全桥变换器,其特征在于,包括输入端、输出端、第一全桥、第二全桥、第一变压器、第二变压器、倍压整流电路、输出滤波电容;所述第一全桥包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一变压器原边及谐振电感;所述第二全桥包括第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、两个分别并联在第五开关管和第六开关管上的开关管电容、第二变压器原边;所述输入端经第一全桥经谐振电感与第一变压器的原边连接;所述输入端经第二全桥与第二变压器的原边连接;所述第一变压器的副边与第二变压器的副边经倍压整流电路、输出滤波电容连接输出端。

2.根据权利要求1所述的新能源直流并网的复合式谐振全桥变换器,其特征在于,所述第一开关管的发射极连接第二开关管的集电极组成第一桥臂,第三开关管的发射极连接第四开关管的集电极组成第二桥臂,第五开关管的发射极连接第六开关管的集电极组成第三桥臂;输入端的正极分别连接第一开关管、第三开关管和第五开关管的集电极,输入端的负极分别连接第二开关管、第四开关管和第六开关管的发射极;所述第一变压器原边和谐振电感串联后,一端连接第一开关管和第二开关管的中间节点,另一端连接第三开关管和第四开关管的中间节点,且第一变压器原边同名端靠近第一桥臂;所述第二变压器原边一端连接第三开关管和第四开关管的中间节点,另一端连接第五开关管和第六开关管的中间节点,且第二变压器原边同名端靠近第三桥臂。

3.根据权利要求1或2所述的新能源直流并网的复合式谐振全桥变换器,其特征在于,所述倍压整流电路包括第一二极管、第二二极管、第一谐振电容、第二谐振电容,所述第一二极管的正极连接第二二极管的负极,第二二极管的正极连接第二谐振电容的负极,第二谐振电容的正极连接第一谐振电容的负极,第一谐振电容的正极连接第一二极管的负极;所述第一变压器副边的异名端连接第二变压器副边的同名端,第二变压器副边的异名端连接第一谐振电容与第二谐振电容的中间节点,第一变压器副边的同名端连接第一二极管与第二二极管的中间节点;且串联后的第一谐振电容与第二谐振电容两侧连接输出滤波电容,输出滤波电容两端为输出端。

4.一种使用如权利要求1至3任一所述的新能源直流并网的复合式谐振全桥变换器的控制方法,其特征在于,Q1为第一开关管,Q2为第二开关管,Q3为第三开关管,Q4为第四开关管,Q5为第五开关管,Q6为第六开关管;Q1和Q4驱动波形完全一样,Q2和Q3驱动波形完全一样,Q1、Q2、Q3、Q4的驱动占空比恒为0.5,且Q1驱动与Q2驱动互补,Q4驱动与Q3驱动互补;Q5的开通起点与Q1的开通起点相同,Q6的开通起点与Q2的开通起点相同;Q5和Q6驱动的占空比相等,通过闭环控制调节Q5和Q6的占空比。

5.根据权利要求4所述的新能源直流并网的复合式谐振全桥变换器的控制方法,其特征在于,设一个控制周期为T,时间t0≤t≤t6,控制方法如下:

(1)第一开关模态:t0≤t<t1,t0为一个控制周期的起点,t0时刻流过所有开关管的电流均为0,开关管Q2和Q3关断,开关管Q1、Q4和Q5开通,Q6处于关断状态保持不变,第一变压器原边电流流过开关管Q1和Q4,第二变压器原边电流流过开关管Q4和Q5,在此开关模态内,第一变压器原边电流和第二原边电流从零开始增大到最大值,然后开始减小;

(2)第二开关模态:t1≤t<t2,t1时刻,流过开关管Q5的电流为第二变压器的原边电流,此时将Q5关断,其余5个开关管状态保持不变,第二变压器原边电流通过开关管Q4和Q6的反向并联二极管续流,在此开关模态内,第一与第二变压器原边电流迅速减小;

(3)第三开关模态:t2≤t<t3,t2时刻,流过所有开关管的电流均下降为0,在此开关模态内,6个开关管状态保持不变,第一与第二变压器原边电流保持为零;

(4)第四开关模态:t3≤t<t4,t3时刻,即1/2控制周期时,开关管Q1和Q4关断,开关管Q2、Q3和Q6开通,第一变压器原边电流流过开关管Q2和Q3,第二变压器原边电流流过开关管Q3和Q6,Q5处于关断状态保持不变,在此开关模态内,流过第一与第二变压器原边的电流反向增大到最大值后开始减小;

(5)第五开关模态:t4≤t<t5,t4时刻,流过开关管Q6的电流为第二变压器的原边电流,此时将Q6关断,其余5个开关管状态保持不变,第二变压器原边电流通过开关管Q3和Q5的反向并联二极管续流,在此开关模态内,第一与第二变压器原边电流迅速反向下降;

(6)第六开关模态:t5≤t<t6,t5时刻,流过所有开关管的电流均下降为0,在此开关模态内,第一与第二变压器原边电流保持为零,6个开关管状态保持不变;

(7)t6为一个控制周期终点,进入下一个控制周期的起点,返回步骤(1)。

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