存储介质、双向谐振电路充放电电流调节方法、装置及系统与流程

文档序号:16096060发布日期:2018-11-27 23:35阅读:157来源:国知局

本发明涉及电力电子领域,具体而言,涉及一种存储介质、双向谐振电路充放电电流调节方法、装置及系统。



背景技术:

随着化石能源的不断消耗和全球环境污染问题日益严重,可实现节能减排的新能源技术越来越受到重视。在新能源技术相关领域,实现能量双向流动的双向DC/DC变换器发挥着重要作用。LLC谐振变换器可以实现逆变开关的零电压开通与整流开关的零电流关断,经过多年的发展已经广泛应用于各种双向DC/DC变换器场合。

目前的双向谐振电路在副边侧包括第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管,在原边侧包括第五开关管、第六开关管、第七开关管及第八开关管,其中,第一开关管、第二开关管位于同一桥臂,第三开关管、第四开关管位于同一桥臂,第五开关管、第六开关管位于同一桥臂,第七开关管、第八开关管位于同一桥臂,在双向谐振电路充放电的过程中,第一开关管、第三开关管、第五开关管及第八开关管的通断状态的控制时序一致,第二开关管、第四开关管、第六开关管及第七开关管的通断状态的控制时序一致,且第一开关管、第三开关管、第五开关管及第八开关管的通断状态的控制时序一致与第二开关管、第四开关管、第六开关管及第七开关管的控制时序逻辑一致,在上述的驱动时序控制方法下,在功率变换过程中,会导致系统中功率回流(环流损耗)较大,特别是轻载时,对双向DC/DC变换器的转换效率及热管理带来很严重的影响。而双向DC/DC变换器需要转换的能量为有功部分,由于功率回流的能量为无功部分,因此降低了转换效率,以及产生了不必要的热量,因此如何提高了转换效率,以及避免产生不必要的热量,是目前有待解决的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明实施例的目的在于提供一种存储介质、双向谐振电路充放电电流调节方法、装置及系统,以改善上述的问题。

第一方面,本发明实施例提供了一种双向谐振电路充放电电流调节方法,所述双向谐振电路充放电电流调节方法包括:

接收电流采集模块传输的流过双向谐振电路的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流,其中,在充放电时所述第一回路、所述第二回路仅其中之一处于导通状态;

判断流过双向谐振电路的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值是否在预设定的范围内;

当流过双向谐振电路的处于导通状态的第一回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制驱动电路驱动双向谐振电路的处于导通状态的第一回路包含的第一开关管、与所述第一开关管驱动时序逻辑一致的第三开关管截止;

或当流过双向谐振电路的处于导通状态的第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制双向谐振电路的处于导通状态的第二回路包含的第二开关管、与所述第二开关管驱动时序逻辑一致的第四开关管截止。

第二方面,本发明实施例还提供了一种双向谐振电路充放电电流调节装置,所述双向谐振电路充放电电流调节装置包括:

信息接收单元,用于接收电流采集模块传输的流过双向谐振电路的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流,其中,在充放电时所述第一回路、所述第二回路仅其中之一处于导通状态;

判断单元,用于判断流过双向谐振电路的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值是否在预设定的范围内;

控制单元,用于当流过双向谐振电路的处于导通状态的第一回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制驱动电路驱动双向谐振电路的处于导通状态的第一回路包含的第一开关管、与所述第一开关管驱动时序逻辑一致的第三开关管截止;

或当流过双向谐振电路的处于导通状态的第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制双向谐振电路的处于导通状态的第二回路包含的第二开关管、与所述第二开关管驱动时序逻辑一致的第四开关管截止。

第三方面,本发明实施例还提供了一种双向谐振电路充放电电流调节系统,所述双向谐振电路充放电电流调节系统包括:

双向谐振电路,所述双向谐振电路包括第一回路、第二回路,在充放电时所述第一回路、所述第二回路仅其中之一处于导通状态;

电流采集模块,与所述第一回路、所述第二回路均电连接,用于采集流过双向谐振电路的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流;

主控制板,与所述电流采集模块电连接,判断流过双向谐振电路的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值是否在预设定的范围内;

驱动电路,与所述主控制板电连接,所述驱动电路分别与第一回路包含的第一开关管、与所述第一开关管驱动时序逻辑一致的第三开关管,第二回路包含的第二开关管及与所述第二开关管驱动时序逻辑一致的第四开关管均电连接;

所述主控制板还用于当流过双向谐振电路的处于导通状态的第一回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制驱动电路驱动双向谐振电路的处于导通状态的第一回路包含的第一开关管、第三开关管截止;

或当流过双向谐振电路的处于导通状态的第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制驱动电路驱动双向谐振电路的处于导通状态的第二回路包含的第二开关管、第四开关管截止。

第四方面,本发明还提供了一种存储介质,所述存储介质中存储有计算机指令,其中,所述计算机指令在被读取并运行时执行上述的双向谐振电路充放电电流调节方法。

与现有技术相比,本发明提供的存储介质、双向谐振电路充放电电流调节方法、装置及系统,当流过双向谐振电路的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制驱动电路驱动双向谐振电路的处于导通状态的第一回路包含的第一开关管、与第一开关管驱动时序逻辑一致的第三开关管或双向谐振电路的处于导通状态的第二回路包含的第二开关管、与第二开关管驱动时序逻辑一致的第四开关管截止,从而避免了电流过零,从而防止了电流和电压的之间有较大的相位差,避免了产生回流功率,提高了转换效率以及避免产生不必要的热量。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的双向谐振电路的电路图;

图2为本发明实施例提供的双向谐振电路充放电电流调节方法的流程图;

图3为本发明实施例提供的双向谐振电路的发波时序图;

图4为本发明实施例提供的双向谐振电路的输出功率波形图;

图5为本发明实施例提供的双向谐振电路充放电电流调节装置的功能单元框图;

图6为本发明实施例提供的双向谐振电路充放电电流调节系统的电路连接框图。

图标:101-双向谐振电路;102-主控制板;103-电流采集电路;104-驱动电路;501-信息接收单元;502-正方向确定单元;503-判断单元;504-控制单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图2,本发明实施例提供了一种双向谐振电路充放电电流调节方法,应用于一主控制板102,用于调节双向谐振电路101的充放电电流。如图1所示,双向谐振电路101在副边侧包括第一开关管Q5、第二开关管Q6、第三开关管Q7及第四开关管Q8,在原边侧也包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3及第四开关管Q4,其中,副边侧的第一开关管Q5、第二开关管Q6位于同一桥臂,第三开关管Q7、第四开关管Q8位于同一桥臂;原边侧的第一开关管Q1、第二开关管Q2位于同一桥臂,原边侧的第三开关管Q3及第四开关管Q4也位于同一桥臂。其中,原边侧的第一开关管Q1、第三开关管Q3的驱动时序逻辑一致,第二开关管Q2、第四开关管Q4的驱动时序逻辑一致;副边侧的第一开关管Q5和第三开关管Q7的驱动时序逻辑一致,第二开关管Q6和第四开关管Q8的驱动时序逻辑一致,另外,而处于同一桥臂的两个开关管不能同时导通,且控制逻辑为互补。且原边侧的第一开关管Q1、第三开关管Q3均导通时形成原边侧的第一回路,原边侧的第二开关管Q2、第四开关管Q4均导通时形成原边侧的第二回路;副边侧的第一开关管Q5、第三开关管Q7均导通时形成副边侧的第一回路,副边侧的第二开关管Q6、第四开关管Q8均导通时形成副边侧的第二回路。

上述双向谐振电路充放电电流调节方法包括:

步骤S201:接收上位机发送的能量传输方向指令。

其中,能量传输方向包括从原边侧传输至副边侧、从副边侧传输至原边侧。

步骤S202:确定电流流向的正方向。

依据能量传输方向指令可以确定电流流向的正方向。

具体地,步骤S202可以按照以下两种方式实现:

当能量传输方向为从原边侧传输至副边侧时,确定沿第一回路或第二回路的顺时针方向为正方向;当能量传输方向为从副边侧传输至原边侧时,确定沿第一回路或第二回路的逆时针方向为正方向。

步骤S203:接收电流采集模块103传输的流过双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流。

需要说明的是,在充放电时,无论是原边侧还是副边侧,第一回路、第二回路仅其中之一处于导通状态。以双向谐振电路101的原边侧为例,原边侧的第一开关管Q1、第三开关管Q3导通,那么第二开关管Q2、第四开关管Q4截止,此时原边侧的第一回路中有电流,第二回路处于关闭状态;原边侧的第二开关管Q2、第四开关管Q4导通,那么第一开关管Q1、第三开关管Q3截止,此时原边侧的第二回路中有电流,第一回路处于关闭状态;类似的,副边侧的第一开关管Q5、第三开关管Q7导通,那么第二开关管Q6、第四开关管Q8截止,此时副边侧的第一回路中有电流;副边侧的第二开关管Q6、第四开关管Q8导通,那么第一开关管Q5、第三开关管Q7截止,此时副边侧的第二回路中有电流。

步骤S204:判断流过双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值是否在预设定的范围内;如果是,则执行步骤S205。

考虑到主控制板102的控制信号传输的延时,因此预设定的范围优选为大于0的正值范围。本实施例中,当正向充电时,即能量传输方向为从原边侧至副边侧时,可以判断副边侧的流过双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值是否在预设定的范围内;当反向充电时,即能量传输方向为从副边侧至原边侧时,可以判断原边侧的流过双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值是否在预设定的范围内。

步骤S205:控制驱动电路104驱动双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路包含的第一开关管、与第一开关管驱动时序逻辑一致的第三开关管或双向谐振电路101的处于导通状态的第二回路包含的第二开关管、与第二开关管驱动时序逻辑一致的第四开关管截止。

具体地,当流过双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制驱动电路104驱动双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路包含的第一开关管、与第一开关管驱动时序逻辑一致的第三开关管截止。

或当流过双向谐振电路101的处于导通状态的第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制双向谐振电路101的处于导通状态的第二回路包含的第二开关管、与第二开关管驱动时序逻辑一致的第四开关管截止。

通过上述实施例,当能量传输方向为从原边侧传输至副边侧时,优化了副边侧的开关管驱动时序,或者,当能量传输方向为从副边侧传输至原边侧,优化了原边侧的开关管驱动时序,两种情况下均控制相应开关管能够及时关闭,从而防止电流反向导致的能量回灌,避免了环流损耗。

如图3所示,当原边侧的第一开关管Q1与第三开关管Q3均导通、第二开关管Q2与第四开关管Q4均截止,副边侧的第一开关管Q5与第三开关管Q7均导通、第二开关管Q6与第四开关管Q8均截止时,如果流过副边侧的第一开关管Q5、第三开关管Q7的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内,则控制副边侧的第一开关管Q5、第三开关管Q7截止,此时副边侧的第一开关管Q5、第三开关管Q7的驱动信号由高电平切换为低电平。

当原边侧的第一开关管Q1与第三开关管Q3均截止、第二开关管Q2与第四开关管Q4均导通,副边侧的第一开关管Q5与第三开关管Q7均截止、第二开关管Q6与第四开关管Q8均导通时,如果流过副边侧的第二开关管Q6、第四开关管Q8的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内,则控制副边侧的第二开关管Q6、第四开关管Q8截止,此时副边侧的第二开关管Q6、第四开关管Q8的驱动信号由高电平切换为低电平。同理当能量传输方向为从副边侧传输至原边侧时,控制策略与上述的相同,在此不再赘述。经发明人试验,如图4所示,产生的功率回流已经完全消除。

请参阅图5,本发明实施例还提供了一种双向谐振电路充放电电流调节装置,需要说明的是,本实施例所提供的双向谐振电路充放电电流调节装置,其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同,为简要描述,本实施例部分未提及之处,可参考上述的实施例中相应内容。上述双向谐振电路充放电电流调节装置包括信息接收单元501、正方向确定单元502、判断单元503以及控制单元504。

信息接收单元501用于接收上位机发送的能量传输方向指令。

可以理解地,信息接收单元501可以执行上述的步骤S201。

正方向确定单元502用于确定电流流向的正方向。

可以理解地,正方向确定单元502可以执行上述的步骤S202。

具体地正方向确定单元502用于当能量传输方向为从原边侧传输至副边侧时,确定沿第一回路或第二回路的顺时针方向为正方向;当能量传输方向为从副边侧传输至原边侧时,确定沿第一回路或第二回路的逆时针方向为正方向。

信息接收单元501还用于接收电流采集模块103传输的流过双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流。

可以理解地,信息接收单元501可以执行上述的步骤S203。

其中,在充放电时第一回路、第二回路仅其中之一处于导通状态。

判断单元503用于判断流过双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值是否在预设定的范围内。

可以理解地,判断单元503可以执行上述的步骤S204。

控制单元504用于当流过双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制驱动电路104驱动双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路包含的第一开关管、与第一开关管驱动时序逻辑一致的第三开关管截止;或当流过双向谐振电路101的处于导通状态的第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制双向谐振电路101的处于导通状态的第二回路包含的第二开关管、与第二开关管驱动时序逻辑一致的第四开关管截止。

可以理解地,控制单元504可以执行上述的步骤S205。

优选地,预设定的范围为大于0的正值范围。

请参阅图6,本发明实施例还提供了一种双向谐振电路充放电电流调节系统,需要说明的是,本实施例所提供的双向谐振电路充放电电流调节系统,其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同,为简要描述,本实施例部分未提及之处,可参考上述的实施例中相应内容。上述双向谐振电路充放电电流调节系统包括:

双向谐振电路101,双向谐振电路101包括原边侧的第一回路、第二回路和副边侧的第一回路、第二回路,在充放电时原边侧的第一回路、第二回路仅其中之一处于导通状态;同理,副边侧的第一回路、第二回路仅其中之一处于导通状态。

电流采集模块103,与第一回路、第二回路均电连接,用于采集流过双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流;

主控制板102,与电流采集模块103电连接,判断流过双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值是否在预设定的范围内。

驱动电路104,与主控制板102电连接,驱动电路104分别与第一回路包含的第一开关管、与第一开关管驱动时序逻辑一致的第三开关管;第二回路包含的第二开关管及与第二开关管驱动时序逻辑一致的第四开关管均电连接。

主控制板102还用于当流过双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制驱动电路104驱动双向谐振电路101的处于导通状态的第一回路包含的第一开关管、第三开关管截止;

或当流过双向谐振电路101的处于导通状态的第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制驱动电路104驱动双向谐振电路101的处于导通状态的第二回路包含的第二开关管、第四开关管截止。

本发明实施例还提供了一种存储介质,存储介质中存储有计算机指令,其中,计算机指令在被读取并运行时执行如上述实施例的双向谐振电路充放电电流调节方法。

综上所述,本发明提供的存储介质、双向谐振电路充放电电流调节方法、装置及系统,当流过双向谐振电路的处于导通状态的第一回路或第二回路的正方向的电流与0的差值的绝对值在预设定的范围内时,控制驱动电路驱动双向谐振电路的处于导通状态的第一回路包含的第一开关管、与第一开关管驱动时序逻辑一致的第三开关管或双向谐振电路的处于导通状态的第二回路包含的第二开关管、与第二开关管驱动时序逻辑一致的第四开关管截止,从而避免了电流过零,从而防止了电流和电压的之间有较大的相位差,避免了产生回流功率,提高了转换效率以及避免产生不必要的热量。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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