本发明属于电力电子，尤其涉及一种三端口控制方法、变换器、存储介质、电源及控制器。
背景技术：
1、新能源汽车已得到了广泛应用，高压电池包作为电动汽车的能量输出部件，较之于传统的燃油系统，采用了更多的电机和电力电子部件；其中，还包括各种的动力控制单元peu(power electronic unit)，车载充电机obc(on board charger)、直直转换dcdc(direct current to direct current converter)及电池管理系统bms(batterymanagement system)。
2、其车载充电机obc通常由一级功率因数校正pfc(power factor correction)结构和一级高压dcdc结构串联构成；pfc实现功率因素矫正，可使用图腾柱或三相全桥；高压dcdc则一般由llc、lc等谐振结构为高压电池充电。
3、其直直转换dcdc一般由移相全桥为低压负载供电；如图1所示是相关技术中车载充配电charcon(charger converter)设备原理图；其缺点在于功率器件多、驱动结构复杂，不利于相关系统的小型化和集成度的提升。
4、在公开号为cn107623365a的专利文献中，如图2所示，集成了obc谐振电路与dcdc电路；其低压端930采用mos器件实现了解耦处理；但其工作频率两倍频于谐振电路，不利于高频化处理；另一方面，其mos结构也不利于系统集成度的进一步提升；此外，其充放电过程中，dcdc的功率和效率较低，相对于图1的系统，其优势有限。
5、在公开号为cn110649813a的专利文献中，如图3所示，也集成了obc谐振电路和dcdc电路，其高压端920，即hv电池端增加了高压mos(q9,q10)993，实现了功率解耦；相对于图2方案，其低压端930无需增加额外的低压mos；拓扑频率也可以更高，且通过高压mos(q9,q10)993功率解耦，其dcdc功率限制相对较小，相对于图2有更好的dcdc效率；但增加的高压mos(q9,q10)993成本较高；其整体的mos开关数量仍较多；不利于提高生产效率和降低集成难度。
技术实现思路
1、本发明实施例公开了一种三端口控制方法，包括第一电路配置步骤、第二驱动控制步骤；其中，第一电路配置步骤构造有第一端口dclink的第一转换电路、第二端口hv的第二转换电路、第三端口lv的第三转换电路；其第一转换电路第一绕组通过第一电磁部件tx1与第二转换电路第二绕组共享磁路并交换能量；第二转换电路第三绕组通过第二电磁部件tx2与第三转换电路第四绕组及第五绕组共享磁路并交互能量。
2、其中，第一转换电路由第一电容部件c1与第二电容部件c2构成第一半桥电容结构，由第一开关部件q1与第二开关部件q2构成第一半桥开关结构；第一半桥电容结构在第一半桥开关结构的控制下与第一绕组构成第一谐振网络。
3、第二转换电路由第三电容部件c3与第四电容部件c4构成第二半桥电容结构，由第五开关部件q5与第六开关部件q6构成第二半桥开关结构，由第九开关部件q9与第十开关部件q10构成的第三桥臂开关结构；第二绕组与第三绕组的中间抽头通过第二端第一电容部件crs与第二半桥电容结构形成星型y结构；第二半桥开关结构与第三桥臂开关结构并联，第二绕组与第二半桥开关结构形成星型y结构，第三绕组与第三桥臂开关结构形成星型y结构。
4、第三转换电路包括第三半桥开关结构、第三全波结构、第三全桥结构或倍流整流结构；第三转换电路通过第四绕组及第五绕组所在的回路交换能量。
5、第二驱动控制步骤调整第一转换电路、第二转换电路、第三转换电路中开关器件的驱动时序和/或幅值以改变磁路中能量的转换或传递方向；其中，在同一时刻第一端口dclink、第二端口hv和第三端口lv中仅有一个端口连接到激励源，其余一个或两个端口与负载连接。
6、进一步地，第三半桥开关结构可由第十一开关部件q11与第十二开关部件q12构成；第四绕组及第五绕组的中间抽头通过第三端第一电感部件lo连接至第六电容部件c6一端；该第六电容部件c6另一端分别通过第十一开关部件q11和第十二开关部件q12连接到第四绕组及第五绕组。
7、进一步地，本发明方法还可包括第三结构优化步骤；其中：第三结构优化步骤在第一谐振网络中还串联有第一端第一电容部件cr和/或第一端第一电感部件lr，第一谐振网络中还并联有第一端第二电感部件lm；其中，第一端第一电感部件lr可以是离散部件或可以与第一电磁部件tx1构成磁集成元件；其第三桥臂开关结构所在的星型y结构通过第二端第一电感部件lk与第三绕组连接，第二电磁部件tx2分立或与第二端第一电感部件lk及第三端第一电感部件lo构成磁集成元件。
8、进一步地，本发明方法还可包括第四参数优化步骤；其中，第二转换电路还包括第二端第二电感部件lrs及第二端第二电容部件cs；第二端第二电感部件lrs及第二端第二电容部件cs串联后由第二绕组连接至第二半桥开关结构的桥臂以形成clllc谐振结构；该第四参数优化步骤根据工作模式或负载需要，按照预设的谐振阈值调整参数如下：其中，谐振阈值包括第一谐振阈值、第二谐振阈值；若第一端第二电感部件lm与第一端第一电感部件lr参数之比大于第一谐振阈值，则第二转换电路为lc串联谐振结构；若第一端第二电感部件lm与第一端第一电感部件lr参数之比小于第二谐振阈值，则第二转换电路为llc谐振结构；若去除第二端第二电感部件lrs，则第二转换电路为cllc结构。
9、进一步地，其第一半桥电容结构可由第一端口dclink所连接的功率因数校正结构pfc中的输出母线电容替换或承担。
10、具体地，第二端口hv可由第二半桥电容结构两端或与第五电容部件c5并联后，连接至第二电池组；第三端口lv由第六电容部件c6两端连接至第三电池组；第二电池组的第二额定电压大于第三电池组的第三额定电压；第二额定电压与第三额定电压的差值大于预设的电压阈值。
11、其中，第二驱动控制步骤在第一电路配置步骤构造的同一结构中根据驱动时序和/或幅值的不同，分别工作在第一预充模式、第二低压充电/驾驶模式、第三充电模式或第四逆变模式；其第一预充模式由第三端口lv提供直流电激励，其第二端口hv接有负载，其第一端口dclink不参与能量交换；其第二低压充电/驾驶模式由第二端口hv提供直流电激励，第三端口lv接有负载，第一端口dclink不参与能量交换；第三充电模式由第一端口dclink提供交流电激励；第二端口hv和/或第三端口lv接有负载；第四逆变模式由第二端口hv提供直流电激励，其它端口作为负载端。
12、进一步地，本发明实施例还公开了一种变换器，包括第一转换结构单元、第二驱动控制单元；其中，第一转换结构单元构造有第一端口dclink的第一转换电路、第二端口hv的第二转换电路、第三端口lv的第三转换电路。
13、其中，第一转换电路第一绕组通过第一电磁部件tx1与第二转换电路第二绕组共享磁路并交换能量；第二转换电路第三绕组通过第二电磁部件tx2与第三转换电路第四绕组及第五绕组共享磁路并交互能量；第一转换电路由第一电容部件c1与第二电容部件c2构成第一半桥电容结构，由第一开关部件q1与第二开关部件q2构成第一半桥开关结构；第一半桥电容结构在第一半桥开关结构的控制下与第一绕组构成第一谐振网络。
14、另一方面，第二转换电路由第三电容部件c3与第四电容部件c4构成第二半桥电容结构，由第五开关部件q5与第六开关部件q6构成第二半桥开关结构，由第九开关部件q9与第十开关部件q10构成的第三桥臂开关结构；第二绕组与第三绕组的中间抽头通过第二端第一电容部件crs与第二半桥电容结构形成星型y结构；第二半桥开关结构与第三桥臂开关结构并联，第二绕组与第二半桥开关结构形成星型y结构，第三绕组与第三桥臂开关结构形成星型y结构；第三转换电路包括第三半桥开关结构、第三全波结构、第三全桥结构或倍流整流结构；第三转换电路通过第四绕组及第五绕组所在的回路交换能量。
15、进一步地，第二驱动控制单元包括第一转换电路、第二转换电路及第三转换电路的驱动电路或同步电路；第二驱动控制单元调整对应的开关器件的驱动时序和/或幅值以改变磁路中能量的转换或传递方向；其中，在同一时刻第一端口dclink、第二端口hv和第三端口lv中仅有一个端口连接到激励源，其余一个或两个端口与负载连接。
16、进一步地，第三半桥开关结构由第十一开关部件q11与第十二开关部件q12构成；第四绕组及第五绕组的中间抽头通过第三端第一电感部件lo连接至第六电容部件c6一端；第六电容部件c6另一端分别通过第十一开关部件q11和第十二开关部件q12连接到第四绕组及第五绕组。
17、进一步地，该变换器还可包括第三结构优化单元；其中，第三结构优化单元包括第一端第一电容部件cr和/或第一端第一电感部件lr；其第一端第一电容部件cr和/或第一端第一电感部件lr串联于第一谐振网络中；第一谐振网络中还并联有第一端第二电感部件lm；第一端第一电感部件lr可以是离散部件，也可以与第一电磁部件tx1构成磁集成元件；第三桥臂开关结构所在的星型y结构通过第二端第一电感部件lk与第三绕组连接，第二电磁部件tx2分立或与第二端第一电感部件lk及第三端第一电感部件lo构成磁集成元件。
18、进一步地，该变换器还可包括第四参数优化单元；其中，第四参数优化单元包括第二端第二电感部件lrs及第二端第二电容部件cs；该第二端第二电感部件lrs及第二端第二电容部件cs串联后由第二绕组连接至第二半桥开关结构的桥臂以形成clllc谐振结构。
19、具体地，若第一端第二电感部件lm与第一端第一电感部件lr参数之比大于第一谐振阈值，则第二转换电路为lc串联谐振结构；若第一端第二电感部件lm与第一端第一电感部件lr参数之比小于第二谐振阈值，则第二转换电路为llc谐振结构；若去除第二端第二电感部件lrs，则第二转换电路为cllc结构。
20、进一步地，第一半桥电容结构可由第一端口dclink所连接的功率因数校正结构pfc中的输出母线电容替换或承担。
21、具体地，第二端口hv可由第二半桥电容结构两端或与第五电容部件c5并联后，连接至第二电池组；第三端口lv可由第六电容部件c6两端连接至第三电池组；第二电池组的第二额定电压大于第三电池组的第三额定电压；第二额定电压与第三额定电压的差值大于预设的电压阈值。
22、进一步地，第二驱动控制步骤在第一电路配置步骤构造的同一结构中根据驱动时序和/或幅值的不同，分别工作在第一预充模式、第二低压充电/驾驶模式、第三充电模式或第四逆变模式。
23、其中，第一预充模式由第三端口lv提供直流电激励，第二端口hv接有负载，第一端口dclink不参与能量交换；其第二低压充电/驾驶模式由第二端口hv提供直流电激励，第三端口lv接有负载，第一端口dclink不参与能量交换；第三充电模式由第一端口dclink提供交流电激励；第二端口hv和/或第三端口lv接有负载；第四逆变模式由第二端口hv提供直流电激励，其它端口作为负载端。
24、相较于现有技术，本发明方法和产品通过配置预设结构的三端口电路，并通过共享的磁路在三个端口之间交换能量；通过复用第一端口hv高压侧桥臂开关部件，减少了高压桥臂及对应的驱动电路；同时，以半桥结构减少了高压开关部件的数量；相对于现有方案节省了高压开关器件和对应的驱动芯片；相对于现有的隔离型三端口变换器及控制方案，继承了其优点但又不受低压开关部件的限制，使得拓扑频率可以做得更高，其直直功率转换限制也相对更小，可以获得更好转换效率；此外，其高压开关部件的数量也更少，更利于提升系统可靠性和集成度，并利于改善技术经济指标。
25、基于以上技术效果，本发明实施例还公开了一种计算机存储介质，包括用于存储计算机程序的存储介质本体；该计算机程序在被微处理器执行时，可实现如上的任一三端口控制方法；进一步还公开了一种电源及一种控制器；该电源或该控制器，均包括如上的任一变换器；也可以是包括如上的任一计算机存储介质；其中，变换器或向变换器提供开关部件驱动信号和/或同步信号；和/或包括如上的任一计算机存储介质。
26、需要说明的是，在本文中采用的“第一”、“第二”等类似的语汇，仅仅是为了描述技术方案中的各组成要素，并不构成对技术方案的限定，也不能理解为对相应要素重要性的指示或暗示；带有“第一”、“第二”等类似语汇的要素，表示在对应技术方案中，该要素至少包含一个。