基于双有源桥电路的双模式直流-直流变换器及其控制装置

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技术领域	电力电子变换器及其控制技术领域
成果用途	基于双有源桥电路的双模式直流 - 直流变换器及其控制装置
要解决的技术问题	建立一种在宽功率变换范围内都取得较高变换效率的变换器对推动可再生能源发电的发展、降低发电成本、提高运营商的利润和积极性都有积极地意义。
达到的有益效果	本发明由变换器工作模式选择控制器确定变换器的工作模式。在输出功率较小时，变换器工作于 Flyback 模式，变换器的结构为双管反激式变换器；在输出功率较大时，变换器工作于 DAB 模式，变换器的结构为双有源桥变换器。这样，可保证变换器从轻载到满载较宽的功率范围内都能实现高效率。在变换器工作于 Flyback模式时，没有检测变压器原边电流，而采用计时器模拟了峰值电流控制方式，既实现了变换器的稳定工作，又降低了系统成本。
关键技术方案	一种基于双有源桥电路的双模式直流 - 直流变换器，包括输入电源，第一有源桥电路，继电器第一开关、缓冲电感、高频变压器、继电器第二开关、第二有源桥电路、输出滤波电容和负载电阻。其中第一有源桥电路包括带反并二极管的第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管，第一开关管的源极和第三开关管的漏极连接，第二开关管的源极和第四开关管的漏极连接，且第一开关管的漏极连接第二开关管的漏极，第三开关管的源极连接第四开关管的源极；输入电源的正输入端连接在第一开关管的漏极和第二开关管的漏极之间，输入电源的负输入端连接在第三开关管的源极和第四开关管的源极之间。所述继电器第一开关，其第一端子连接在第一开关管的源极与第三开关管的漏极之间；所述缓冲电感的一端和继电器第一开关的第三端子连接；所述第二有源桥电路包括带反并二极管的第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管，第五开关管的源极与第七开关管的漏极连接，第六开关管的源极与第八开关管的漏极连接，且第五开关管的漏极与继电器第二开关的第一端子连接，第六开关管的漏极与继电器第二开关的第三端子连接，第七开关管的源极连接第八开关管的源极；继电器第二开关的第二端子悬空。 1 所述高频变压器包括第一原边绕组、第二原边绕组和副边绕组，其中第一原边绕组的同名端与缓冲电感的另一端连接，第一原边绕组的异名端则与继电器第一开关的第二端子连接，第二原边绕组的异名端连接在第二开关管的源极与第四开关管的漏极之间；副边绕组的同名端连接在第五开关管的源极与第七开关管的漏极之间，副边绕组的异名端连接在第六开关管的源极与第八开关管的漏极之间；所述输出滤波电容的一端连接在第六开关管的漏极与继电器第二开关的第三端子之间，并且与负载电阻的一端连接；输出滤波电容的另一端连接在第七开关管的源极与第八开关管的源极之间，并且与负载电阻的另一端连接。 2 基于双有源桥电路的双模式直流 - 直流变换器的数字控制装置，包括电压传感器、电流传感器以及 DSP 数字控制器，其中 DSP 数字控制器包括变换器工作模式控制器、输出电压调节环、Flyback 模式信号调制器、DAB 模式信号调制器、信号选择开关；电压传感器的输入端连接在电阻的两端，电流传感器的输入端与负载电阻串联；变换器工作模式选择控制器包括固定值信号发生器、第一比较器和模式选择器，其中，比较器的正输入端接电流传感器的输出端，第一比较器的负输入端接固定值信号发生器的输出端，第一比较器的输出端与模式选择器的输入端连接，模式选择器的第一输出端为Flyback 模式，第二输出端为 DAB 模式
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