双向变换器的控制方法及系统

1.本发明属于电力电子技术领域，具体是涉及到一种双向变换器的控制方法及系统。


背景技术：

2.为了避免电源模块中功率器件持续高频工作导致温度过高而发生故障，现有技术采用临界导通模式，在电源模块中设置过零检测(zcd)电路或电流传感器，通过对电路中的电压和电流进行精确采样，以根据采样结果控制功率器件的开关频率。但是，过零检测电路和电流传感器的成本较高，且精确采样的方法较复杂，导致无法及时降低功率器件的热负荷。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种双向变换器的控制方法及系统，能够降低成本，且及时降低双向变换器的热负荷。
4.本发明的内容包括一种双向变换器的控制方法，所述双向变换器包括第一开关元件，所述方法包括：
5.实时检测所述第一开关元件的温度；
6.多次调整所述第一开关元件的开关频率；每调整一次所述第一开关元件的开关频率，检测所述第一开关元件的温度是否发生变化，若发生变化，则确定所述第一开关元件的温度变化趋势和开关频率调整趋势，并根据所述温度变化趋势和所述开关频率调整趋势，确定下一次调整后的开关频率；
7.每调整一次所述第一开关元件的开关频率，根据调整后的开关频率控制所述第一开关元件的开关动作。
8.可选地，所述确定所述第一开关元件的温度变化趋势和开关频率调整趋势，包括：
9.在第k次调整所述第一开关元件的开关频率后，将第k次调整后所述第一开关元件的温度与第k-1次调整后所述第一开关元件的温度进行比较；k≥2；
10.若第k次调整后所述第一开关元件的温度大于第k-1次调整后所述第一开关元件的温度，则确定所述第一开关元件的温度变化趋势为增大；
11.若第k次调整后所述第一开关元件的温度小于第k-1次调整后所述第一开关元件的温度，则确定所述第一开关元件的温度变化趋势为减小；
12.将第k次调整后的开关频率与第k-1次调整后的开关频率进行比较；
13.若第k次调整后的开关频率大于第k-1次调整后的开关频率，则确定所述第一开关元件的开关频率调整趋势为增大；
14.若第k次调整后的开关频率小于第k-1次调整后的开关频率，则确定所述第一开关元件的开关频率调整趋势为减小。
15.可选地，所述根据所述温度变化趋势和所述开关频率调整趋势，确定下一次调整
后的开关频率，包括：
16.在第k次调整所述第一开关元件的开关频率后，若所述温度变化趋势为增大，且所述开关频率调整趋势为增大，则将第k次调整后的开关频率减去预设频率值，得到第k+1次调整后的开关频率；
17.若所述温度变化趋势为增大，且所述开关频率调整趋势为减小，则将第k次调整后的开关频率加上预设频率值，得到第k+1次调整后的开关频率；
18.若所述温度变化趋势为减小，且所述开关频率调整趋势为增大，则将第k次调整后的开关频率加上预设频率值，得到第k+1次调整后的开关频率；
19.若所述温度变化趋势为减小，且所述开关频率调整趋势为减小，则将第k次调整后的开关频率减去预设频率值，得到第k+1次调整后的开关频率。
20.可选地，所述方法还包括：
21.从预设的开关频率范围内选取一个开关频率作为第一次调整后的开关频率；
22.将所述第一次调整后的开关频率加上预设频率值，得到第二次调整后的开关频率。
23.可选地，在所述确定下一次调整后的开关频率之后，还包括：
24.检测确定的下一次调整后的开关频率是否位于预设的开关频率范围内；
25.若所述确定的下一次调整后的开关频率小于所述开关频率范围，则重新确定下一次调整后的开关频率为所述开关频率范围的最小值；
26.若所述确定的下一次调整后的开关频率大于所述开关频率范围，则重新确定下一次调整后的开关频率为所述开关频率范围的最大值。
27.可选地，所述双向变换器还包括电感器；所述方法还包括：
28.确定所述电感器的电感值、所述双向变换器的输入电压范围、输出电压和满载功率；
29.根据所述电感器的电感值、所述双向变换器的输入电压范围、输出电压和满载功率，计算所述开关频率范围。
30.可选地，所述开关频率范围的计算公式为：
31.其中，fs为所述开关频率范围，l为所述电感器的电感值，v
lv
为所述双向变换器的输入电压，v
hv
为所述双向变换器的输出电压，p
max
为所述双向变换器的满载功率。
32.可选地，所述方法还包括：
33.在第k次调整所述第一开关元件的开关频率后，若检测到第k次调整后所述第一开关元件的温度与第k-1次调整后所述第一开关元件的温度相同，则确定第k+1次调整后的开关频率为第k-1次调整后的开关频率。
34.可选地，所述双向变换器还包括第二开关管，所述方法还包括：
35.根据调整后的开关频率控制所述第二开关元件的开关动作，使所述第一开关元件开通时所述第二开关元件关断，所述第一开关元件关断时所述第二开关元件开通。
36.相应地，本发明还提供一种双向变换器的控制系统，所述双向变换器包括第一开关元件，所述系统包括：
37.温度传感器，用于实时检测所述第一开关元件的温度；
38.处理器，用于多次调整所述第一开关元件的开关频率；每调整一次所述第一开关元件的开关频率，检测所述第一开关元件的温度是否发生变化，若发生变化，则确定所述第一开关元件的温度变化趋势和开关频率调整趋势，并根据所述温度变化趋势和所述开关频率调整趋势，确定下一次调整后的开关频率；以及，每调整一次所述第一开关元件的开关频率，根据调整后的开关频率控制所述第一开关元件的开关动作。
39.本发明的有益效果是，通过实时检测双向变换器中第一开关元件的温度；多次调整所述第一开关元件的开关频率；每调整一次所述第一开关元件的开关频率，检测所述第一开关元件的温度是否发生变化，若发生变化，则确定所述第一开关元件的温度变化趋势和开关频率调整趋势，并根据所述温度变化趋势和所述开关频率调整趋势，确定下一次调整后的开关频率；每调整一次所述第一开关元件的开关频率，根据调整后的开关频率控制所述第一开关元件的开关动作，以通过自适应最优开关频率来跟踪第一开关元件的最小温度，及时降低双向变换器的热负荷，且无需使用过零检测电路和电流传感器，降低成本。
附图说明
40.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1为本技术实施例提供的双向变换器的一种结构示意图。
42.图2a为本技术实施例提供的双向变换器在无zvs时的波形图。
43.图2b为本技术实施例提供的双向变换器在有zvs时的波形图。
44.图3为本技术实施例提供的双向变换器中的电感在整个负载范围内所需的电感值示意图。
45.图4为本技术实施例提供的双向变换器中的第一开关元件在无zvs时的电流波形图。
46.图5为本技术实施例提供的双向变换器中的第一开关元件在有zvs时的电流波形图。
47.图6为本技术实施例提供的双向变换器在不同负载功率下第一开关元件的温度与开关频率的关系曲线图。
48.图7为本技术实施例提供的双向变换器的控制方法的一个流程示意图。
49.图8为本技术实施例提供的双向变换器的控制方法的另一个流程示意图。
50.图9为本技术实施例提供的双向变换器的控制系统的一个结构示意图。
51.图10为本技术实施例提供的双向变换器的控制系统的一个原理示意图。
具体实施方式
52.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
53.本发明实施例提供一种双向变换器的控制方法。本实施例中的双向变换器可以为基于bcm(boundaryconductionmode，临界导通模式)的双向dc-dc(直流-直流)变换器，双向变换器可以广泛应用于各种储能系统中。如图1所示，双向变换器可以包括第一开关元件s1、第二开关元件s2、电感器l、第一二极管d1、第二二极管d2、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3和电源v。电感器l的一端连接电源v的正极，电感器l的另一端分别连接第一开关元件s1的漏极、第二开关元件s2的源极，第一开关元件s1的源极分别连接电源v的负极、第三电容c3的一端，第二开关元件s2的漏极连接第三电容c3的另一端。第一二极管d1的正极连接第一开关元件s1的源极，第一二极管d1的负极连接第一开关元件s1的漏极，第一电容c1的两端分别连接第一开关元件s1的源极和漏极。第二二极管d2的正极连接第二开关元件s2的源极，第二二极管d2的负极连接第二开关元件s2的漏极，第二电容c2的两端分别连接第二开关元件s2的源极和漏极。其中，第一开关元件s1和第二开关元件s2可以为mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,金属-氧化层半导体场效晶体管)。电源v两端的电压为双向变换器的输入电压v
lv
，第三电容c3两端的电压为双向变换器的输出电压v
hv
。
54.由于第一开关元件s1和第二开关元件s2工作在互补导通中，感应电流总是连续的。根据电感器l的最小电感电流i
min
是否大于0，可以将双向变换器分为两种情况，即i
min
＞0，无zvs(零电压开关)；i
min
≤0，有zvs。双向变换器在两种情况下的波形图如图2a和图2b所示。其中，v
ds1
为第一开关元件s1的漏源极电压，i
l
为电感器l的电感电流。
55.输入电压v
lv
和输出电压v
hv
由第一开关元件s1和第二开关元件s2管理。在两个开关元件的通时之间有一个充放电电感电流的死区时间。例如，在t5到t7期间，跨第一电容c1的电压下降，而跨第二电容c2的电压上升，第一开关元件s1的漏源极电压v
ds1
近似线性降至零。在源漏极电压v
ds1
降为零之后，第一二极管d1被打开，将源漏极电压v
ds1
置于零，从而形成了第一开关元件s1与零电压开关的基础。
56.至于双向变换器，采用bcm技术，选择电感器进行储能，实现零电压开关。在死区时间内，电感电流可视为恒流源，对第二电容c2充电，第一电容c1放电。相对于电容，电感器l的储能足够大。在t6处的最小电感电流为i
min
，死区时间需要比第二电容c2充电时间长。为了获得零电压，在t6时最小电感电流i
min
必须足够负，如下所示：
[0057][0058]
其中，c2为第二电容c2的电容值，t
dead
为死区时间。
[0059]
电感器l的电感值大小决定了电感电流方向是否能达到零电压。考虑到极端的操作条件，电感器l的尺寸需要满足以下条件，以便电感电流总是通过零。
[0060][0061]
其中，d为第一开关元件s1的占空比，p
max
为双向变换器的满载功率，f
s-min
为第一开关元件s1的最小开关频率。
[0062]
图3显示了整个负载范围内bcm所需的电感值，图3中的虚线为v
hv
＝48v时电感值。可以看出，当输入电压较低时，由于工作电流较高，升压电感值最低。因此，需要在满载和输入电压最低时设计合适的升压电感值。
[0063]
在图1所示的电路中，开关元件作为主要的功率器件具有相当大的功率损耗。开关
元件的功率损耗主要包括导通损耗和开关损耗。在正向功率传输中，由于第二开关元件s2总是在零电压下开启，所以分析的功率器件是第一开关元件s1。有zvs和无zvs第一开关元件s1会导致开关损耗的差异。此外，开关损耗与开关频率有关，导通损耗是负载电流和结温的函数。
[0064]
对于i
min
＞0，无zvs这一情况，第一开关元件s1的电流i
s1
的波形图如图4所示。第一开关元件s1的占空比d为：t
on
为第一开关元件s1的开通时间，t
off
为第一开关元件s1的关断时间。第一开关元件s1输入的电流文波
△il
为：δi
l
＝i
max-i
min
，i
max
为电流i
s1
的最大值，i
min
为电流i
s1
的最小值。第一开关元件s1的平均电流ia为：t为总时长。这个公式的积分部分表示第一开关元件s1开通时间内输入电流i和t轴所包围的图像面积。当ccm模式流过第一开关元件s1的电流为梯形波时，第一开关元件s1的电流表达式为:
[0065]
根据均方根的定义，可以得到：
[0066][0067]
第一开关元件s1的导通损耗是指开关电阻中电流在导通时间内产生的损耗。导通损耗是均方根电流平方值的函数，导通损耗p
con_ccm
的计算公式如下：
[0068][0069]
其中，r
ds_on
为导通电阻，在导通损耗估计中，第一开关元件s1的导通电阻r
ds_on
是与温度相关的主要参数。r
ds_on25
为结温为25时的导通电阻，可从数据表中获得。使用导通电阻与结温曲线得到近似的比值k
ds
。
[0070]
与导通损耗不同，温度对开关损耗的影响很小。第一开关元件s1的开关损耗包括开通损耗和关断损耗。当第一开关元件s1开通时，漏源极电压逐渐降低，漏极电流逐渐增加。在此过程中，产生重叠部分，即第一开关元件s1的开关损耗。开关损耗与开关的开关频率、通过开关的电压和通过开关的电流有关。
[0071]
第一开关元件s1的漏源极电压v
ds(t)
为：
[0072][0073]
漏源极电流i
ds(t)
为：
[0074][0075]
开通损耗p
on
为：
[0076][0077]
关断损耗是指第一开关元件s1关断过程中漏源极电压上升与漏极电流下降重叠所造成的损耗。第一开关元件s1的漏源极电压v
ds(t)
为：
[0078][0079]
漏源极电流i
ds(t)
为：
[0080][0081]
关断损耗p
off
为：
[0082][0083]
第一开关元件s1的总损耗p
loss
为：
[0084]
p
loss
＝p
con
+p
on
+p
off
。
[0085]
对于i
min
≤0，有zvs这一情况，其开通损耗为0，但存在关断损耗。只要达到零电压，电感上的电流波形就不同，流过第一开关元件s1的电流为三角形波，如图5所示。
[0086]
第一开关元件s1的导通损耗p
con_ccm
为：
[0087][0088]
第一开关元件s1的开通损耗p
on
为：
[0089][0090]
第一开关元件s1的关断损耗p
off
为：
[0091][0092]
第一开关元件s1的总损耗p
loss
为：
[0093]
p
loss
＝p
con
+p
on
+p
off
。
[0094]
由上述分析可知，第一开关元件s1的开关频率与温度(结温)之间存在着较高的相关性。第一开关元件s1的结温通常采用热阻-电容(rc)网络来计算，rc网络表示芯片到散热器的等效传热过程，可以用傅立叶热传导方程来描述:
[0095][0096]
rc模型的参数可以由冷却曲线和曲线拟合技术得到。第一开关元件s1的温度可以表示为：
[0097]
tj＝p
loss
×
(z
jc
+z
ch
+z
ha
)+ta。
[0098]
其中，p
loss
为总损耗功率，z
jc
为结到壳体的热阻抗，z
ch
为机箱和散热器之间的热阻抗，z
ha
为散热器对环境的热阻抗。不同负载功率p下第一开关元件s1的温度tj与开关频率fs的曲线关系如图6所示。
[0099]
基于此，如图7所示，本发明实施例提供的双向变换器的控制方法包括步骤101至
步骤103，具体如下：
[0100]
步骤101、实时检测所述第一开关元件的温度。
[0101]
结合图1所示，第一开关元件为主要的功率器件，其在工作时温度会发生变化。本实施例可以在第一开关元件处设置温度传感器，以通过温度传感器实时检测第一开关元件s1的温度。相较于现有技术中的电流传感器采用热敏电阻进行温度检测，本实施例采用温度传感器直接监测第一开关元件的温度，降低成本，且有效保护器件。
[0102]
步骤102、多次调整所述第一开关元件的开关频率；每调整一次所述第一开关元件的开关频率，检测所述第一开关元件的温度是否发生变化，若发生变化，则确定所述第一开关元件的温度变化趋势和开关频率调整趋势，并根据所述温度变化趋势和所述开关频率调整趋势，确定下一次调整后的开关频率。
[0103]
温度传感器将实时检测的温度传输给处理器，处理器中设置有otc(基于最优温度的dc-dc双向变换器bcm自适应频率控制)算法，以根据检测的温度并采用otc算法调整第一开关元件的开关频率，以通过扰动开关频率来保证第一开关元件工作在最低温度附近。
[0104]
首先，给第一开关元件s1设置初始的开关频率，相当于第一次调整第一开关元件s1的开关频率。具体地，所述方法还包括：
[0105]
从预设的开关频率范围内选取一个开关频率作为第一次调整后的开关频率；
[0106]
将所述第一次调整后的开关频率加上预设频率值，得到第二次调整后的开关频率。
[0107]
其中，可以从预设的开关频率范围内随机选取一个开关频率作为第一次调整后的开关频率fs(1)，也可以将开关频率范围的中间值作为第一次调整后的开关频率fs(1)。
[0108]
具体地，所述方法包括：
[0109]
确定所述电感器的电感值、所述双向变换器的输入电压范围、输出电压和满载功率；
[0110]
根据所述电感器的电感值、所述双向变换器的输入电压范围、输出电压和满载功率，计算所述开关频率范围。
[0111]
所述开关频率范围的计算公式为：
[0112]
其中，fs为所述开关频率范围，l为所述电感器的电感值，v
lv
为所述双向变换器的输入电压，v
lv
在一电压范围内变化，v
hv
为所述双向变换器的输出电压，p
max
为所述双向变换器的满载功率。
[0113]
根据第一次调整后的开关频率fs(1)控制第一开关元件s1的开关动作，并获取第一次调整后第一开关元件s1的温度tj(1)。然后，增大第一开关元件s1的开关频率，即在第一次调整后的开关频率fs(1)的基础上增加预设频率δf值，得到第二次调整后的开关频率fs(2)。根据第二次调整后的开关频率fs(2)控制第一开关元件s1的开关动作，并获取第二次调整后第一开关元件s1的温度tj(2)。
[0114]
对于第二次之后开关频率的调整，可以结合第一开关元件的温度变化来确定。先检测每次调整后第一开关元件s1的温度是否发生变化，在检测到第一开关元件s1的温度发生变化时，确定第一开关元件s1的温度变化趋势和开关频率的调整趋势。其中，温度变化趋势是指相邻两次调整后第一开关元件s1的温度变化情况，开关频率的调整趋势是指相邻两
次调整后开关频率的变化情况。
[0115]
具体地，所述确定所述第一开关元件的温度变化趋势和开关频率调整趋势，包括：
[0116]
在第k次调整所述第一开关元件的开关频率后，将第k次调整后所述第一开关元件的温度与第k-1次调整后所述第一开关元件的温度进行比较；k≥2；
[0117]
若第k次调整后所述第一开关元件的温度大于第k-1次调整后所述第一开关元件的温度，则确定所述第一开关元件的温度变化趋势为增大；
[0118]
若第k次调整后所述第一开关元件的温度小于第k-1次调整后所述第一开关元件的温度，则确定所述第一开关元件的温度变化趋势为减小；
[0119]
将第k次调整后的开关频率与第k-1次调整后的开关频率进行比较；
[0120]
若第k次调整后的开关频率大于第k-1次调整后的开关频率，则确定所述第一开关元件的开关频率调整趋势为增大；
[0121]
若第k次调整后的开关频率小于第k-1次调整后的开关频率，则确定所述第一开关元件的开关频率调整趋势为减小。
[0122]
其中，第k次调整后第一开关元件s1的温度为tj(k)，第k-1次调整后第一开关元件s1的温度为tj(k-1)，δtj＝tj(k)-tj(k-1)。判断δtj是否为0，若δtj不为0，则表明第k次调整后第一开关元件s1的温度发生变化。进一步判断δtj是否大于0，若δtj＞0，则表明第k次调整后第一开关元件s1的温度变化趋势为增大；若δtj＜0，则表明第k次调整后第一开关元件s1的温度变化趋势为减小。
[0123]
第k次调整后的开关频率为fs(k)，第k-1次调整后的开关频率fs(k-1)。若fs(k)＞fs(k-1)，则表明第k次调整后第一开关元件s1的开关频率调整趋势为增大；若fs(k)＜fs(k-1)，则表明第k次调整后第一开关元件s1的开关频率调整趋势为减小。
[0124]
所述根据所述温度变化趋势和所述开关频率调整趋势，确定下一次调整后的开关频率，包括：
[0125]
在第k次调整所述第一开关元件的开关频率后，若所述温度变化趋势为增大，且所述开关频率调整趋势为增大，则将第k次调整后的开关频率减去预设频率值，得到第k+1次调整后的开关频率；
[0126]
若所述温度变化趋势为增大，且所述开关频率调整趋势为减小，则将第k次调整后的开关频率加上预设频率值，得到第k+1次调整后的开关频率；
[0127]
若所述温度变化趋势为减小，且所述开关频率调整趋势为增大，则将第k次调整后的开关频率加上预设频率值，得到第k+1次调整后的开关频率；
[0128]
若所述温度变化趋势为减小，且所述开关频率调整趋势为减小，则将第k次调整后的开关频率减去预设频率值，得到第k+1次调整后的开关频率。
[0129]
如图8所示，在第k次调整第一开关元件s1的开关频率后，检测温度tj(k)，计算δtj＝tj(k)-tj(k-1)。先判断δtj是否为0，若δtj不为0，进一步判断δtj是否大于0。若δtj＞0，且fs(k)≥fs(k-1)，则降低k+1次的开关频率，即将第k次调整后的开关频率fs(k)减去预设频率值δf，得到第k+1次调整后的开关频率fs(k+1)＝fs(k)-δf。若δtj＞0，且fs(k)＜fs(k-1)，则增大k+1次的开关频率，即将第k次调整后的开关频率fs(k)加上预设频率值δf，得到第k+1次调整后的开关频率fs(k+1)＝fs(k)+δf。若δtj＜0，且fs(k)≥fs(k-1)，则增加k+1次的开关频率，即将第k次调整后的开关频率fs(k)加上预设频率值δf，得到第k+1次调
整后的开关频率fs(k+1)＝fs(k)+δf。若δtj＜0，且fs(k)＜fs(k-1)，则降低k+1次的开关频率，即将第k次调整后的开关频率fs(k)减去预设频率值δf，得到第k+1次调整后的开关频率fs(k+1)＝fs(k)-δf。然后，根据确定的第k+1次调整后的开关频率fs(k+1)，更新第一开关元件的开关频率。
[0130]
在确定下一次调整后的开关频率后，还需检查该开关频率是否位于预设的开关频率范围内，再更新第一开关元件s1的开关频率。具体地，在所述确定下一次调整后的开关频率之后，还包括：
[0131]
检测确定的下一次调整后的开关频率是否位于预设的开关频率范围内；
[0132]
若所述确定的下一次调整后的开关频率小于所述开关频率范围，则重新确定下一次调整后的开关频率为所述开关频率范围的最小值；
[0133]
若所述确定的下一次调整后的开关频率大于所述开关频率范围，则重新确定下一次调整后的开关频率为所述开关频率范围的最大值。
[0134]
如图8所示，在确定第k+1次调整后的开关频率fs(k+1)后，检查fs(k+1)是否位于开关频率范围[f
s_min
，f
s_max
]内，即fs(k+1)∈[f
s_min
，f
s_max
]。若fs(k+1)位于开关频率范围[f
s_min
，f
s_max
]内，则基于fs(k+1)继续执行后续步骤103；若fs(k+1)不位于开关频率范围[f
s_min
，f
s_max
]内，则比较fs(k+1)与开关频率范围[f
s_min
，f
s_max
]的大小，若fs(k+1)小于开关频率范围[f
s_min
，f
s_max
]，即fs(k+1)＜f
s_min
，则重新确定fs(k+1)＝f
s_min
,并基于f
s_min
继续执行后续步骤103，若fs(k+1)大于开关频率范围[f
s_min
，f
s_max
]，即fs(k+1)＞f
s_max
，则重新确定fs(k+1)＝f
s_max
,并基于f
s_max
继续执行后续步骤103。
[0135]
在每次调整后检测第一开关元件s1的温度是否发生变化时，若检测到第一开关元件s1的温度未发生变化，则将第一开关元件s1的开关频率保持为上一次调整后的开关频率。具体地，所述方法还包括：
[0136]
在第k次调整所述第一开关元件的开关频率后，若检测到第k次调整后所述第一开关元件的温度与第k-1次调整后所述第一开关元件的温度相同，则确定第k+1次调整后的开关频率为第k-1次调整后的开关频率。
[0137]
其中，若δtj为0，即tj(k)＝tj(k-1)，则将第一开关元件s1的开关频率调整回第k-1次的开关频率，即确定第k+1次调整后的开关频率fs(k+1)为第k-1次调整后的开关频率fs(k-1)，即fs(k+1)＝fs(k-1)。
[0138]
步骤103、每调整一次所述第一开关元件的开关频率，根据调整后的开关频率控制所述第一开关元件的开关动作。
[0139]
在第k次调整第一开关元件s1的开关频率后，根据第k次调整后的开关频率fs(k)输出第一驱动信号至第一开关元件s1，以控制第一开关元件s1的开关动作，使第一开关元件s1根据第k次调整后的开关频率fs(k)开通或关断。
[0140]
进一步地，所述方法还包括：
[0141]
根据调整后的开关频率控制所述第二开关元件的开关动作，使所述第一开关元件开通时所述第二开关元件关断，所述第一开关元件关断时所述第二开关元件开通。
[0142]
由于第一开关元件s1与第二开关元件s2工作在互补导通中，因此在第k次调整第一开关元件s1的开关频率后，也可以根据第k次调整后的开关频率fs(k)输出第二驱动信号至第二开关元件s2，以控制第二开关元件s2的开关动作，使第一开关元件s1开通时第二开关元
s2件关断，第一开关元件s1关断时第二开关元件s2开通。
[0143]
综上所述，本发明通过实时检测双向变换器中第一开关元件的温度；多次调整所述第一开关元件的开关频率；每调整一次所述第一开关元件的开关频率，检测所述第一开关元件的温度是否发生变化，若发生变化，则确定所述第一开关元件的温度变化趋势和开关频率调整趋势，并根据所述温度变化趋势和所述开关频率调整趋势，确定下一次调整后的开关频率；每调整一次所述第一开关元件的开关频率，根据调整后的开关频率控制所述第一开关元件的开关动作，以通过自适应最优开关频率来跟踪第一开关元件的最小温度，在宽负载变化时达到零电压，及时降低双向变换器的热负荷，保护储能系统(如电源模块)不因持续工作温度过高而发生故障，且无需使用过零检测电路和电流传感器，降低成本。
[0144]
图9示出了本实施例所提供的一种双向变换器的控制系统的结构示意图，所述双向变换器包括第一开关元件，该系统包括温度传感器100和处理器200。
[0145]
温度传感器100，用于实时检测所述第一开关元件的温度；
[0146]
处理器200，用于多次调整所述第一开关元件的开关频率；每调整一次所述第一开关元件的开关频率，检测所述第一开关元件的温度是否发生变化，若发生变化，则确定所述第一开关元件的温度变化趋势和开关频率调整趋势，并根据所述温度变化趋势和所述开关频率调整趋势，确定下一次调整后的开关频率；以及，每调整一次所述第一开关元件的开关频率，根据调整后的开关频率控制所述第一开关元件的开关动作。
[0147]
结合图1和图10所示，温度传感器100设置在第一开关元件s1处，以实时检测第一开关元件s1的温度tj，并将实时检测到的温度tj传输至处理器200。处理器200将温度tj经过otc(基于最优温度的dc-dc双向变换器bcm自适应频率控制)算法，得到调整后的开关频率fs，并确定开关频率fs的载波carrier。同时，由于双向变换器的输入电压v
lv
在一定范围内动态变化，导致输出电压v
hv
变化，处理器200还实时获取双向变换器的输出电压v
hv
，并将输出电压v
hv
与所需电压v
ref
进行比较，将比较结果经过pi控制器(比例积分控制器)，得到第一开关元件s1的占空比d。然后，将开关频率fs的载波carrier与占空比d经过比较器，得到第一开关元件s1的第一驱动信号v
gs1
和第二开关元件s2的第二驱动信号v
gs2
，以便第一驱动信号v
gs1
控制第一开关元件s1的开关动作，根据第二驱动信号v
gs2
控制第二开关元件s2的开关动作，以保证第一开关元件s1和第二开关元件s2处于最小温度，同时保证双向变压器的输出电压v
hv
调整为所需电压。
[0148]
本发明通过实时检测双向变换器中第一开关元件的温度；多次调整所述第一开关元件的开关频率；每调整一次所述第一开关元件的开关频率，检测所述第一开关元件的温度是否发生变化，若发生变化，则确定所述第一开关元件的温度变化趋势和开关频率调整趋势，并根据所述温度变化趋势和所述开关频率调整趋势，确定下一次调整后的开关频率；每调整一次所述第一开关元件的开关频率，根据调整后的开关频率控制所述第一开关元件的开关动作，以通过自适应最优开关频率来跟踪第一开关元件的最小温度，在宽负载变化时达到零电压，及时降低双向变换器的热负荷，保护储能系统(如电源模块)不因持续工作温度过高而发生故障，且无需使用过零检测电路和电流传感器，降低成本。
[0149]
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如
上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0150]
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(ic)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
[0151]
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态ram(dram))可以使用所讨论的实施例。
[0152]
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。