一种直直变换器的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种变换器的控制方法，尤其是一种直直变换器的控制方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，能源的短缺和环境的污染已经成为世界的焦点，可再生能源的发展和应 用受到世界各国的广泛关注。在可再生能源发电系统中，光伏电池发出的电能都是电压较 低且变化范围宽的直流电，而向电网送电需要电压较高的直流电，因此需要直直变换器把 低压宽变化范围的直流电转换为适合并网的高电压直流电。在清洁能源电动汽车领域中， 往往需要将燃料电池或蓄电池提供的低压且宽范围变化的直流电转换为较高电压的直流 电，如380V。在宽输入电压范围的场合，传统电压源直直变换器存在输入电流脉动大和输出 整流二极管电压应力高的问题，而传统电流源直直变换器存在输出电流脉动大和开关管电 压应力高的问题，因此研究新型适合低压宽输入的直直变换器来满足后级并网逆变器的需 要，有着重要的理论意义和应用价值。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于针对现有技术中变换器的缺点，提出一种开关管电流应力小、 二极管电压应力低、适合低压宽输入的直直变换器，并基于该变换器提出了一种控制方法。
[0004] 本发明的直直变换器的控制方法，包括输入电源化n、第一全桥变换电路1、第二全 桥变换电路2、第=全桥变换电路3和滤波电路4,其中第一全桥变换电路1包括第一开关管 Si、第二开关管S2、第=开关管S3、第四开关管S4、隔离变压器Ti、第一二极管化、第二二极管 〇2、第=二极管化和第四二极管〇4,第二全桥变换电路2包括第五开关管S5、第六开关管S6、第 屯开关管S?、第八开关管S8、隔离变压器T2、第五二极管化、第六二极管化、第屯二极管化和第 八二极管化，第=全桥变换电路3包括第九开关管S9、第十开关管Sio、第十一开关管Sii、第十 二开关管Sl2、隔离变压器T3、第九二极管化、第十二极管化0、第十一二极管化1和第十二二极 管化2，滤波电路4包括滤波电感Lf和滤波电容Cf ;具体拓扑结构为:输入电源化n的正极分别 连接第一全桥变换电路1的正输入端、第二全桥变换电路2的正输入端和第=全桥变换电路 3的正输入端，输入电源化n的负极分别连接第一全桥变换电路1的负输入端、第二全桥变换 电路2的负输入端和第=全桥变换电路3的负输入端;第一全桥变换电路1的正输入端连接 第一开关管Si的一端和第=开关管S3的一端，第一开关管Si的另一端连接隔离变压器Tl原 边绕组Npi的异名端和第二开关管S2的一端，第=开关管S3的另一端连接隔离变压器Tl原边 绕组Npi的同名端和第四开关管S4的一端，第二开关管S2的另一端和第四开关管S4的另一端 连接第一全桥变换电路1的负输入端，第一二极管化的阴极连接第=二极管化的阴极构成第 一全桥变换电路1的正输出端，第二二极管化的阳极连接第四二极管〇4的阳极构成第一全桥 变换电路1的负输出端，第一二极管化的阳极分别连接第二二极管化的阴极和隔离变压器Tl 副边绕组化1的同名端，第=二极管化的阳极分别连接第四二极管〇4的阴极和隔离变压器Tl 副边绕组化1的异名端;第二全桥变换电路2的正输入端连接第五开关管Ss的一端和第屯开 关管S7的一端，第五开关管Ss的另一端连接隔离变压器T2原边绕组Np2的异名端和第六开关 管S6的一端，第屯开关管S7的另一端连接隔离变压器T2原边绕组Np2的同名端和第八开关管 Ss的一端，第六开关管S6的另一端和第八开关管Ss的另一端连接第二全桥变换电路2的负输 入端，第五二极管化的阴极连接第屯二极管化的阴极构成第二全桥变换电路2的正输出端， 第六二极管化的阳极连接第八二极管化的阳极构成第二全桥变换电路2的负输出端，第五二 极管化的阳极分别连接第六二极管化的阴极和隔离变压器T2副边绕组化2的同名端，第屯二 极管化的阳极分别连接第八二极管Ds的阴极和隔离变压器T2副边绕组化2的异名端;第=全 桥变换电路3的正输入端连接第九开关管S9的一端和第十一开关管Sii的一端，第九开关管 S9的另一端连接隔离变压器T3原边绕组Np3的异名端和第十开关管Sio的一端，第十一开关管 Sll的另一端连接隔离变压器T3原边绕组化3的同名端和第十二开关管Sl2的一端，第十开关 管Sio的另一端和第十二开关管Si2的另一端连接第=全桥变换电路3的负输入端，第九二极 管化的阴极连接第十一二极管化1的阴极构成第=全桥变换电路3的正输出端，第十二极管 化0的阳极连接第十二二极管化2的阳极构成第=全桥变换电路3的负输出端，第九二极管化 的阳极分别连接第十二极管化0的阴极和隔离变压器T3副边绕组化3的同名端，第十一二极管 化1的阳极分别连接第十二二极管化2的阴极和隔离变压器T3副边绕组化3的异名端;滤波电 感Lf的一端连接第一全桥变换电路1的正输出端，滤波电感Lf的另一端连接滤波电容Cf的一 端，滤波电容Cf的另一端连接第=全桥变换电路3的负输出端;第一~第十二开关管均具有 反并联二极管;该直直变换器通过第一~第十二开关管的接通和关断，在第一~第=全桥 变换电路的输出端产生各自整流输出电压Urecl~Urec3,整流输出电压Urecl~Urec3共同作用 产生总的整流输出电压Uab,并且总的整流输出电压Uab经过滤波电路4维持输出电压不变， 且不同的开关组合可产生第一~第四种工作模式。
[0005] 第一种工作模式为:第一~第=全桥变换电路中有两个电路开关管的导通时间为 开关周期的一半，故所述两个电路的整流输出电压为高电平，另外一个全桥变换电路的开 关管的导通时间可调，故所述另外一个全桥变换电路的整流输出电压为脉冲宽度调制波 形，达到稳定输出电压U。的目的；
[0006] 第二种工作模式为:第一~第=全桥变换电路中有一个电路的开关管的导通时间 为开关周期的一半，故其整流输出电压为高电平，有一个全桥变换电路的开关管的导通时 间可调，故其整流输出电压为脉冲宽度调制波形，有一个全桥变换电路的开关管都关断，故 其整流输出电压为0,达到稳定输出电压Ud的目的；
[0007] 第=种工作模式为:第一~第=全桥变换电路中有一个全桥变换电路的开关管导 通时间可调，故其整流输出电压为脉冲宽度调制波形，另外两个全桥变换电路的开关管都 关断，故其整流输出电压都为0,达到稳定输出电压Ud的目的；
[000引第四种工作模式为:第一~第=全桥变换电路的开关管都关断，故其整流输出电 压都为0,达到稳定输出电压U。的目的。
[0009]第一~第十二开关元件为IGBT或M0SFET。输入电源化n为蓄电池、燃料电池或光伏 电池中的一种。第一~第十二二极管为碳化娃二极管或快恢复二极管。第一~第=隔离变 压器原副边的变比可相同也可不同。第一~第=隔离变压器不禪合。第一~第=全桥变换 电路采用移相控制或脉冲宽度调制控制。第一~第四种工作模式由输入电压和所带负载的 大小确定。
[0010] 本发明的直直变换器适用于宽输入电压的场合，其输入电流和输出电流的纹波较 小，有利于延长输入电源的使用寿命，解决了传统电压源变换器二极管电压应力高和电流 源变换器输出电流脉动大的问题，减小了滤波电感的重量和体积，减小了功率开关管的电 压和电流应力，减小了二极管的电压应力。
【附图说明】
[0011] 图1:本发明的直直变换器的拓扑结构图。
【具体实施方式】
[0012] 由图1可知，本申请的直直变换器包括输入电源化n、第一全桥变换电路1、第二全桥 变换电路2、第=全桥变换电路3和滤波电路4,其中第一全桥变换电路1包括第一开关管Si、 第二开关管S2、第=开关管S3、第四开关管S4、隔离变压器Ti、第一二极管化、第二二极管化、 第=二极管化和第四二极管〇4,第二全桥变换电路2包括第五开关管S5、第六开关管S6、第屯 开关管S7、第八开关管S8、隔离变压器T2、第五二极管〇5、第六二极管〇6、第屯二极管化和第八 二极管化，第=全桥变换电路3包括第九开关管S9、第十开关管Sio、第十一开关管Sii、第十二 开关管Sl2、隔离变压器T3、第九二极管化、第十二极管化0、第十一二极管化1和第十二二极管 Di2，滤波电路4包括滤波电感。和滤波电容Cf ;具体拓扑结构为:输入电源Uin的正极分别连 接第一全桥变换电路1的正输入端、第二全桥变换电路2的正输入端和第=全桥变换电路3 的正输入端，输入电源Uin的负极分别连接第一全桥变换电路1的负输入端、第二全桥变换电 路2的负输入端和第=全桥变换电路3的负输入端;第一全桥变换电路1的正输入端连接第 一开关管Si的一端和第=开关管S3的一端，第一开关管Si的另一端连接隔离变压器Tl原边 绕组Npi的异名端和第二开关管S2的一端，第=开关管S3的另一端连接隔离变压器Tl原边绕 组Npi的同名端和第四开关管S4的一端，第二开关管S2的另一端和第四开关管S4的另一端连 接第一全桥变换电路1的负输入端，第一二极管化的阴极连接第=二极管化的阴极构成第一 全桥变换电路1的正输出端，第二二极管化的阳极连接第四二极管〇4的阳极构成第一全桥变 换电路1的负输出端，第一二极管化的阳极分别连接第二二极管化的阴极和隔离变压器。副 边绕组化1的同名端，第=二极管化的阳极分别连接第四二极管〇4的阴极和隔离变压器Tl副 边绕组化1的异名端；第二全桥变换电路2的正输入端连接第五开关管Ss的一端和第屯开关 管S7的一端，第五开关管Ss的另一端连接隔离变压器T2原边绕组Np2的异名端和第六开关管 S6的一端，第屯开关管S7的另一端连接隔离变压器T2原边绕组Np2的同名端和第八开关管Ss 的一端，第六开关管S6的另一端和第八开关管Ss的另一端连接第二全桥变换电路2的负输入 端，第五二极管化的阴极连接第屯二极管化的阴极构成第二全桥变换电路2的正输出端，第 六二极管化的阳极连接第八二极管化的阳极构成第二全桥变换电路2的负输出端，第五二极 管化的阳极分别连接第六二极管化的阴极和隔离变压器T2副边绕组Ns2的同名端，第屯二极 管化的阳极分别连接第八二极管化的阴极和隔离变压器T2副边绕组化2的异名端;第=全桥 变换电路3的正输入端连接第九开关管S9的一端和第十一开关管Sii的一端，第九开关管S9 的另一端连接隔离变压器T3原边绕组化3的异名端和第十开关管Sio的一端，第十一开关管 Sll的另一端连接隔离变压器T3原边绕组化3的同名端和第十二开关管Sl2的一端，第十开关 管Sio的另一端和第十二开关管Si2的另一端