基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法与流程

本发明属于双向llc谐振变换器的控制技术领域，涉及基于切换开关的双向llc谐振变换器的控制方法。

背景技术：

llc电路因其非线性、大滞后、运行模式不确定性等因素，pi控制无法实现理想效果。模糊控制不要求电路的精确模型且适应性很好，相比传统pi控制具有抗干扰能力强、鲁棒性更好、适应性强、易于软件实现等优势。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了基于切换开关的双向llc谐振变换器的控制方法。

本发明所采用的技术方案是：基于切换开关的双向llc谐振变换器的控制方法，采用双向的llc谐振变换器，其特征在于：包括输入直流源dcs、第一功率mos开关管m1、第二功率mos开关管m2、谐振电容cr、谐振电感lr、高频隔离变压器t1及其漏感lm、第一功率二极管d1、第二功率二极管d2、稳压电容c、稳压电感r、开关k1、带有辅助二极管的开关k2、带有辅助二极管的开关k3、开关k4、开关k5、负载动力电池bat；

双向llc电路由开关切换实现，通过开关k1和k2闭合，dc/dc变换器根据控制器触发信号对电池进行充电；通过开关k3和k4闭合，其他开关断开，进行电池升压放电。通过k5闭合，其他开关断开，进行稳压电容放电。

基于切换开关的双向llc谐振变换器的控制方法具体按以下步骤实施：

第一步将输出电流的取样值与电流的参考值做差，计算充电电流变化率；第二步将所得差值和充电电流变化率这两个量输入到模糊控制器；第三步将模糊控制器输出的频率变化量与可调占空比用于mosfet的触发调制。

其中，所述模糊控制器的两输入量分别建立的隶属函数共分7个模糊子集{n，nm，ns，z，ps，pm，p}，代表{负，负中，负小，零，正小，正中，正}。输出量由9个模糊子集构成，{nb，nm，ns，zn，z，zp，ps，pm，pb}，代表{负大，负中，负小，零负，零，零正，正小，正中，正大}。

其中，所述混合控制方法，由频率与可调占空比作为输入量，经三角波调制输出触发信号。

其中，所述可调占空比，是正向充电过程采用低占空比(比如0.3)调频，反向放电过程采用高占空比(比如0.98)调频。

本发明的有益效果是：模糊控制不要求电路的精确模型且适应性很好，相比传统pi控制具有抗干扰能力强、鲁棒性更好、适应性强、易于软件实现等优势。

附图说明

图1是基于切换开关的双向llc谐振变换器。

图2是mosfet控制策略示意图。

附图中所列部件列表如下所示：

00:直流源；

11：切换开关；12：切换开关；

13：切换开关；14：切换开关；

15：切换开关13的辅助二极管；16：切换开关12的辅助二极管；

21：第一功率mos开关管；；22：第二功率mos开关管；

31：谐振电容；32：串联谐振电感；

33：高频隔离变压器漏感；41：变压器原边绕组；

42：变压器副边绕组；43：变压器副边绕组；

44：高频隔离变压器；51：第一功率二极管；

52：第二功率二极管；61：稳压电容；

62：稳压电感；63：稳压电路开关；

71：负载动力电池；72：模糊控制；

73：调制；

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明进行进一步说明。

本发明提供了基于切换开关的双向llc谐振变换器的的控制方法，采用如图1所示的基于切换开关的双向llc谐振变换器。包括输入直流源(00)、第一功率mos开关管(21)、第二功率mos开关管(22)、谐振电容(31)、谐振电感(32)、高频隔离变压器(44)及其漏感(33)、第一功率二极管(51)、第二功率二极管(52)、稳压电容(61)、稳压电感(62)、开关(11)、带有辅助二极管的开关(12)、带有辅助二极管的开关(13)、开关(14)、开关(63)、负载动力电池(71)；

双向llc电路由开关切换实现，通过开关k1和k2闭合，dc/dc变换器根据控制器触发信号对电池进行充电；通过开关k3和k4闭合，其他开关断开，进行电池升压放电。通过k5闭合，其他开关断开，进行稳压电容放电。

图2是mosfet控制策略示意图，基于切换开关的双向llc谐振变换器的控制方法具体按以下步骤实施：

第一步，将输出电流的取样值与电流的参考值做差，计算充电电流变化率；第二步，将所得差值和充电电流变化率这两个量输入到模糊控制器；第三步，将模糊控制器输出的频率变化量与可调占空比用于mosfet的触发调制。

在本实施例中，所述模糊控制器的两输入量分别建立的隶属函数共分7个模糊子集{n，nm，ns，z，ps，pm，p}，代表{负，负中，负小，零，正小，正中，正}。输出量由9个模糊子集构成，{nb，nm，ns，zn，z，zp，ps，pm，pb}，代表{负大，负中，负小，零负，零，零正，正小，正中，正大}。

其中，所述混合控制方法，由频率与可调占空比作为输入量，经三角波调制输出触发信号。

其中，所述可调占空比，是正向充电过程采用低占空比(比如0.3)调频，反向放电过程采用高占空比(比如0.98)调频。

以上所述实施例只是用于帮助理解本发明的控制方法；对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在控制方式上会有所改变，综上所述，本说明书的内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：

技术总结
本发明提供了基于切换开关的双向LLC谐振变换器的控制方法,属于双向LLC谐振变换器的控制技术领域,解决了LLC电路因其非线性、大滞后、运行模式不确定性导致的PI控制不理想的问题，该控制方法包括以下步骤：第一步，将输出电流的取样值与电流的参考值做差，计算充电电流变化率；第二步，将所得差值和充电电流变化率这两个量输入到模糊控制器；第三步，将模糊控制器输出的频率变化量与可调占空比用于MOSFET的触发调制，其中可调占空比是指正向充电过程采用低占空比(比如0.3)调频，反向放电过程采用高占空比(比如0.98)调频。本发明相比传统PI控制具有抗干扰能力强、鲁棒性更好、适应性强、易于软件实现等优势。适用于对双向LLC谐振变换器的控制。

技术研发人员：尹忠东;李莉;张家博;杨啸天;王亚楠;黄永章;廖斌;刘虹;俞忠
受保护的技术使用者：华北电力大学;北京科力源能源技术有限公司;国网江苏省电力公司南通供电公司
技术研发日：2017.09.12
技术公布日：2017.11.10