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        一種交直流功率轉換器控制方法及存儲介質與流程

        文檔序號:45765456發布日期:2026-06-10 01:03閱讀:2來源:國知局

        本技術涉及電路控制,具體涉及一種交直流功率轉換器控制方法及存儲介質。


        背景技術:

        1、雙向交直流變換器是新能源、微電網及電動汽車充電等領域的關鍵技術。目前,這些變換器主要有兩種拓撲結構:兩級式拓撲是當前車載充電器的主流方案。它由前級的pwm整流器和后級的雙有源橋(dab)或諧振變換器串聯構成。其主要優點是技術成熟、結構穩定且控制可靠。單級式拓撲與兩級式不同,它直接完成功率變換。這種設計的潛在優勢在于能夠實現更高的效率、功率密度和更低的成本。

        2、在構思及實現本技術過程中,發明人發現至少存在如下問題:現有的雙向功率變換器拓撲結構往往需要復雜的控制算法,控制效率不高,用戶體驗不好。前面的敘述在于提供一般的背景信息,并不一定構成現有技術。


        技術實現思路

        1、為了緩解上述技術問題,本技術提供一種交直流功率轉換器控制方法,所述交直流功率轉換器包括依次連接的直流側橋臂、變壓器電路和交流測橋臂,交直流功率轉換器控制方法包括:

        2、獲取所需輸出電流和輸入電壓,根據所述變壓器電路,計算直流側橋臂或交流測橋臂的內移相角;所述內移相角包括直流側橋臂內移相角或交流測橋臂內移相角;

        3、根據所述內移相角,確定所述變壓器電路的工作頻率,以使輸出電流與移相角變量的函數線性化;

        4、根據所述內移相角和所述工作頻率,生成所述直流側橋臂或交流測橋臂中開關件的控制邏輯。

        5、可選地,在獲取所需輸出電流和輸入電壓,根據所述變壓器電路,計算直流側橋臂或交流測橋臂的內移相角的過程中包括:

        6、獲取所述變壓器電路的匝數,確定所述功率轉換器的漏感和最大開關頻率;

        7、基于所述漏感和最大開關頻率,融合所述所需輸出電流和輸入電壓,以計算所述內移相角。

        8、可選地,以所述直流側橋臂內移相角與交流測橋臂內移相角之差為外移相角;在基于所述漏感和最大開關頻率,融合所述所需輸出電流和輸入電壓,以計算所述內移相角的過程中包括:

        9、基于所述內移相角、所述輸入電壓和直流側橋臂與交流測橋臂之間的外移相角,選擇副邊橋臂的節點為端口進行輸出電流分析,以獲取副邊橋臂工作過程中的多個電流變化點;

        10、將所述多個電流變化點按照時間順序依次直線線段連接,以分別確定多個線段的直線方程;

        11、根據多個直線方程,并基于所述漏感和最大開關頻率,獲取副邊橋臂輸出的平均電流表達式;

        12、獲取所述外移相角與所述內移相角的移相角比例,并根據所述平均電流表達式和所述所需輸出電流,計算所述內移相角。

        13、可選地,所述直流側橋臂和/或所述交流側橋臂中的開關件為mos管,獲取所述外移相角與所述內移相角的移相角比例的過程中包括:

        14、基于所述多個電流變化點的電流分析為所述移相角比例建立第一約束條件,使交直流功率轉換器中每個開關件的電流保持原方向(體二極管導通導通)時,導通對應的開關件,以確定所述移相角比例的第一取值范圍;

        15、基于交直流功率轉換器工作過程中的無功功率分析為所述移相角比例建立第二約束條件,使交直流功率轉換器的每個震蕩周期中反向回流的總能量最小,以確定所述移相角比例的第二取值范圍;

        16、基于所述第一取值范圍和所述第二取值范圍,確定所述移相角比例。

        17、可選地,在根據所述內移相角,確定所述變壓器電路的工作頻率,以使輸出電流與移相角變量的函數線性化的過程中包括:

        18、基于所述移相角比例,并基于所述內移相角,構建開關頻率函數;

        19、根據所述開關頻率函數,計算所述變壓器電路的工作頻率,以使用變頻控制將輸出電流與移相角變量的關系線性化。

        20、可選地,所述交直流功率轉換器包括依次連接的直流側橋臂、變壓器電路和交流測橋臂,其中:

        21、所述直流側橋臂包括第一橋臂和第二橋臂,所述交流側橋臂包括第一定向開關單元、第二定向開關單元、第一電容和第二電容;

        22、所述第一橋臂的第一端和所述第二橋臂的第一端連接直流母線的正極端,所述第一橋臂的第二端和所述第二橋臂的第二端連接直流母線的負極端,所述第一橋臂的開關選擇端連接所述變壓器電路直流側的第一端,所述第二橋臂的開關選擇端連接所述變壓器電路直流側的第二端;

        23、所述第一定向開關單元的第一端連接交流母線的火線端,所述第一定向開關單元的第二端連接所述第二定向開關單元的第二端和所述變壓器電路交流側的第一端,所述第二定向開關單元的第一端連接所述交流母線的零線端;

        24、所述第一電容的第一端連接所述第一定向開關單元的第一端,所述第一電容的第二端連接所述第二電容的第二端,所述第二電容的第一端連接所述第二定向開關單元的第一端,所述變壓器電路交流側的第二端連接所述第一電容和第二電容的公共端。

        25、可選地,所述第一定向開關單元包括第五開關件、第六開關件、第一二極管和第二二極管d2;

        26、所述第五開關件的第一端連接所述第一定向開關單元的第一端,所述第五開關件的第二端連接所述第一二極管的陽極,所述第一二極管的陰極連接所述第一定向開關單元的第二端;

        27、所述第六開關件的第一端連接所述第一定向開關單元的第二端,所述第六開關件的第二端連接所述第二二極管d2的陽極,所述第二二極管d2的陰極連接所述第一定向開關單元的第一端。

        28、可選地,所述第二定向開關單元包括第七開關件和第八開關件,所述第七開關件的第一端連接所述第二定向開關的第一端,所述第七開關件的第二端連接所述第八開關件的第一端,所述第八開關件的第二端連接所述第二定向開關單元的第二端。

        29、可選地,所述第一橋臂包括第一開關件、第二開關件,所述第二橋臂包括第三開關件和第四開關件;

        30、所述第一開關件的第一端連接直流母線的正極端,所述第二開關件的第一端連接所述第一開關件的第二端,所述第二開關件的第二端連接直流母線的負極端;所述第三開關件的第一端連接直流母線的正極端,所述第四開關件的第一端連接所述第三開關件的第二端,所述第四開關件的第二端連接直流母線的負極端;

        31、所述變壓器電路直流側的第一端連接所述第一開關件和所述第二開關件的公共端,所述變壓器電路直流側的第二端連接所述第三開關件和所述第四開關件的公共端。

        32、可選地,所述交直流功率轉換器工作在從直流到交流的轉換過程中,在根據所述內移相角和所述工作頻率,生成所述直流側橋臂或交流測橋臂中開關件的控制邏輯的過程中包括:

        33、在交流母線工作于正半周期期間,控制所述第六開關件和所述第八開關件常通,控制所述第五開關件和所述第七開關件工作于高頻互補開關狀態。

        34、可選地,控制所述第六開關件和所述第八開關件常通,控制所述第五開關件和所述第七開關件工作于高頻互補開關狀態的過程中還包括:

        35、在第一時刻至第二時刻,控制所述第一開關件和第四開關件導通,控制所述第二開關件和第三開關件斷開,控制所述第七開關件導通,控制所述第五開關件斷開;

        36、在第二時刻至第三時刻,控制所述第一開關件和第四開關件導通,控制所述第二開關件和第三開關件斷開,控制所述第五開關件導通,控制所述第七開關件斷開;

        37、在第三時刻至第四時刻,控制所述第二開關件和第四開關件導通,控制所述第一開關件和第三開關件斷開,控制所述第五開關件導通,控制所述第七開關件斷開;

        38、在第四時刻至第五時刻,控制所述第一開關件和第四開關件導通,控制所述第二開關件和第三開關件斷開,控制所述第五開關件導通,控制所述第七開關件斷開;

        39、在第五時刻至第六時刻,控制所述第二開關件和第三開關件導通,控制所述第一開關件和第四開關件斷開,控制所述第七開關件導通,控制所述第五開關件斷開;

        40、在第六時刻至第七時刻,控制所述第二開關件和第四開關件導通,控制所述第一開關件和第三開關件斷開,控制所述第七開關件導通,控制所述第五開關件斷開。

        41、本技術還提供一種存儲介質,所述存儲介質上存儲有計算機程序,所述計算機程序被處理器執行時實現如上述的交直流功率轉換器控制方法的步驟。

        42、本技術提供的交直流功率轉換器控制方法及存儲介質,通過獲取所需輸出電流和輸入電壓,根據所述變壓器電路,計算直流側橋臂或交流測橋臂的內移相角;所述內移相角包括直流側橋臂內移相角或交流測橋臂內移相角;根據所述內移相角,確定所述變壓器電路的工作頻率,以使輸出電流與移相角變量的函數線性化;根據所述內移相角和所述工作頻率,生成所述直流側橋臂或交流測橋臂中開關件的控制邏輯;能夠用變頻控制算法將移相角的非線性函數線性化,從而可以用簡單的閉環控制來實現正弦軌跡跟蹤;所提出的調制策略最大限度地減少了開關周期內的無功功率,電流應力和功率損耗顯著降低,因此實現了高效率運行;所提出的移相角和開關頻率能夠以解析式的形式獲得,計算簡單且易于實現,進而提升了用戶體驗。

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