隔离型双向DC-DC电路正反向切换控制方法、控制器、双向变换器及充电系统与流程

本发明涉及dcdc变换器，特别涉及一种隔离型双向dc-dc电路正反向切换控制方法、控制器、双向变换器及充电系统。

背景技术：

1、两级式的车载充电机或者充电桩通常由前级ac/dc，和后级隔离型dc/dc组成。为满足v2g(vehicle-to-grid)技术需要，ac/dc和dc/dc都需具备功率双向流动功能。

2、谐振式cllc是常见的双向隔离型dc/dc拓扑，具有高效率，高功率密度，可以实现原边zvs，副边zcs等优点。为实现宽电压范围调节，通常需采用变频控制，然而由于开关器件频率限制，无法将功率控制到一个较小值，这就导致无法实现正反向的平滑切换。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种隔离型双向dc-dc电路正反向切换控制方法，旨在解决现有的隔离型双向dc-dc无法平滑切换正反向的问题。

2、为实现上述目的，本发明提出的一种隔离型双向dc-dc电路正反向切换控制方法，包括：

3、在接收到切换信号时，控制第二桥臂电路停止同步整流，并逐步调节输出至第一桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位，以调节第二桥臂电路的输出电流；

4、在第二桥臂电路的输出电流达到第一预设电流值时，控制第一桥臂电路停止工作，并逐步调节输出至第二桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位；

5、在第二桥臂电路的输出电流达到第二预设电流值时，控制第一桥臂电路恢复工作，并进行同步整流。

6、可选地，所述逐步调节输出至第一桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位的步骤之前还包括：

7、检测第二桥臂电路的输出电流的电流值，在所述第二桥臂电路的输出电流的电流值未达到第一预设电流值时，增大输出至第一桥臂电路的驱动信号频率，以使第一桥臂电路的开关频率达到最大开关频率；

8、和/或，在所述第二桥臂电路的输出电流的电流值达到第一预设电流值时，控制第一桥臂电路停止工作。

9、可选地，所述逐步调节输出至第一桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位，以调节第二桥臂电路的输出电流的步骤具体为：

10、逐步调节输出至第一桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位，以使第一桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位的移相角从第一预设角度开始逐渐增大，直至第二桥臂电路的输出电流达到第一预设电流值。

11、可选地，所述逐步调节输出至第二桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位的步骤具体为：

12、逐步调节输出至第二桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位，以使第二桥臂电路中两个桥臂支路驱动信号相位的移相角从第二预设角度开始逐渐减小，直至移相角达到第一预设角度。

13、可选地，所述逐步调节输出至第二桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位的步骤之前还包括：

14、增大输出至第二桥臂电路的驱动信号频率，以使第二桥臂电路的开关频率达到最大开关频率。

15、本发明还提出一种控制器，包括：

16、存储单元；

17、处理单元；以及，

18、存储在所述存储单元上并可在所述处理单元上运行的正反向切换控制程序，其中，所述正反向切换控制程序被所述处理单元执行时实现上述的隔离型双向dc-dc电路正反向切换控制方法。

19、本发明还提出一种双向变换器，包括隔离型双向dc-dc电路及上述的控制器。

20、可选地，所述隔离型双向dc-dc电路为cllc谐振变换电路。

21、可选地，所述隔离型双向dc-dc电路包括第一桥臂电路、第二桥臂电路、第一谐振电感、第二谐振电感、第一谐振电容、第二谐振电容及变压器；其中，

22、所述第一桥臂电路的第一端通过所述第一谐振电感与所述变压器原边线圈的第一端连接，所述变压器原边线圈的第二端通过所述第一谐振电容与所述第一桥臂电路的第二端连接，所述第二桥臂电路的第一端通过所述第二谐振电感与所述变压器副边线圈的第一端连接，所述变压器副边线圈的第二端通过所述第二谐振电容与所述第二桥臂电路的第二端连接。

23、本发明还提出一种充电系统，包括隔离型双向dc-dc电路及如上述的控制器；或者，

24、包括如上述的双向变换器。

25、本发明技术方案中，需要进行切换时，控制第二桥臂电路停止同步整流，并控制第一桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号进行移相，直至第一桥臂电路的电流达到第一预设电流值时控制第一桥臂电路停止工作，再生成第二桥臂电路的驱动信号，并控制第二桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号进行移相，直至第二桥臂电路的电流达到第二预设电流值时，控制第一桥臂电路进行同步整流，从而实现了工作方向的切换。本发明通过对第一桥臂电路及第二桥臂电路进行移相控制，使得双向dc-dc电路的功率是连续平滑地，从而避免功率突变造成母线电压波动，使得切换过程快速、平滑，切换控制过程简单、安全、稳定且易于实现，提高了工作方向切换的效率。

技术特征：

1.一种隔离型双向dc-dc电路正反向切换控制方法，所述隔离型双向dc-dc电路包括第一桥臂电路、第二桥臂电路及设置在第一桥臂电路与第二桥臂电路之间的变压器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种隔离型双向dc-dc电路正反向切换控制方法，其特征在于，所述逐步调节输出至第一桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位的步骤之前还包括：

3.如权利要求1所述的一种隔离型双向dc-dc电路正反向切换控制方法，其特征在于，所述逐步调节输出至第一桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位，以调节第二桥臂电路的输出电流的步骤具体为：

4.如权利要求1所述的一种隔离型双向dc-dc电路正反向切换控制方法，其特征在于，所述逐步调节输出至第二桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位的步骤具体为：

5.如权利要求4所述的一种隔离型双向dc-dc电路正反向切换控制方法，其特征在于，所述逐步调节输出至第二桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位的步骤之前还包括：

6.一种控制器，其特征在于，包括：

7.一种双向变换器，其特征在于，包括隔离型双向dc-dc电路及如权利要求6所述的控制器。

8.如权利要求6所述的双向变换器，其特征在于，所述隔离型双向dc-dc电路为cllc谐振变换电路。

9.如权利要求6所述的双向变换器，其特征在于，所述隔离型双向dc-dc电路包括第一桥臂电路、第二桥臂电路、第一谐振电感、第二谐振电感、第一谐振电容、第二谐振电容及变压器；其中，

10.一种充电系统，其特征在于，包括隔离型双向dc-dc电路及如权利要求6所述的控制器；或者，

技术总结
本发明公开一种隔离型双向DC‑DC电路正反向切换控制方法、控制器、双向变换器及充电系统，该隔离型双向DC‑DC电路正反向切换控制方法包括：在接收到切换信号时，控制第二桥臂电路停止同步整流，并逐步调节输出至第一桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位，以调节第二桥臂电路的输出电流；在第二桥臂电路的输出电流达到第一预设电流值时，控制第一桥臂电路停止工作，并逐步调节输出至第二桥臂电路中两个桥臂支路的驱动信号相位；在第二桥臂电路的输出电流达到第二预设电流值时，控制第一桥臂电路恢复工作，并进行同步整流。本发明可以解决现有的隔离型双向DC‑DC无法平滑切换正反向的问题。

技术研发人员：潘岱栋,刘威
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13