基于导抗网络的双向直流变换器及其数字控制系统和方法

摘要

本发明公开一种基于导抗网络的双向直流变换器及其数字控制系统和方法，基于导抗网络的双向直流变换器，包括蓄电池、低压侧滤波电容、第一有源全桥电路、导抗网络、高频变压器、第二有源全桥电路和高压母线侧滤波电容；数字控制系统，包括第一电压传感器、第二电压传感器、电流传感器和DSP数字控制器；其中DSP数字控制器包括BUCK控制器、BOOST控制器、信号调理器、第一选择开关和第二选择开关。利用导抗网络的基本特征，实现双向直流变换器中两个有源全桥电路的高功率因数运行，可大大降低开关管的电流应力；本发明的系统及方法结合导抗网络的特征，实现了高压侧有源全桥电路的所有开关器件的零电流开通和零电流关断，提高变换器的效率。

主权项

一种基于导抗网络的双向直流变换器，包括低压侧蓄电池、低压侧滤波电容和移相控制的第一有源全桥电路，其中第一有源桥电路包括带反并二极管和体电容的第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，第一开关管的源极与第三开关管的漏极连接，第二开关管的源极与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；所述低压侧蓄电池的正极与低压侧滤波电容一端连接，并且连接在第一开关管的漏极与第二开关管的漏极之间；蓄电池的负极与低压侧滤波电容另一端连接，并且连接在第三开关管的源极与第四开关管的源极之间；其特征在于：还包括导抗网络、高频变压器、第二有源全桥电路和高压母线侧滤波电容；所述导抗网络包括第一电感、第二电感和谐振电容，其中，第一电感一端连接在第一开关管源极与第三开关管漏极之间，第一电感另一端同时与第二电感一端、谐振电容一端连接；谐振电容的另一端连接在第二开关管源极与第四开关管漏极之间；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连接第六开关管的漏极，第七开关管的源极连接第八开关管的源极；所述高压直流母线滤波电容的一端连接在第五开关管的漏极与第六开关管的漏极之间，高压直流母线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；所述高频隔离变压器包括原边绕组和副边绕组，其中原边绕组的同名端与导抗网络第二电感的另一端连接，原边绕组的异名端则同时与导抗网络的谐振电容、第二开关管的源极、第四开关管的漏极连接；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。