有两条桥臂，其中一条桥臂由串联的开关管Ql和开关管Q2组成，另一条桥臂由开关管Q3和开关管Q4组成； 谐振网络采用LLC型谐振腔，包含谐振电容Cr，谐振电感Lr和变压器励磁电感Lm，该谐振电容Cr，谐振电感Lr以及变压器励磁电感Lm依次串联，该谐振网络一端连接在开关管Ql与开关管Q2之间的桥臂上，该谐振网络另一端连接在开关管Q3与开关管Q4之间的桥臂上； 整流电路采用开关管器件或整流二极管，实现电能的传递。3.根据权利要求2所述的级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法，其特征在于:LLC的半桥全桥模式切换方法: 当LLC处于重载状态时，开关管Q1、Q2、Q3和Q4采用脉冲频率调制控制策略，形成LLC全桥模式； 当LLC处于轻载状态时，开关管Ql和Q2的控制方式不变，开关管Q3控制信号置“O”且将开关管Q4控制信号置“1”，使该桥臂的上方开关管断开，下方开关管闭合，形成LLC半桥模式。4.根据权利要求1所述的级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法，其特征在于:具体步骤为: ⑴直流母线电压控制；在全负载范围内，两路LLC控制前级直流母线电压为UFront; ①首先，生成前级直流母线电压控制半桥全桥切换标志符SIGNAL_FH_Front; ②判定标志位SIGNAL_FH_Front的状态，来决定进入空载调节程序或带载调节程序； ③前级直流母线均流控制，在判定标志位SIGNAL_FH_Front的状态的同时，进行前级直流母线均流控制； ⑵后级直流母线控制；两路LLC控制后级直流母线电压UBadi; ①首先，引入全桥半桥切换控制标志位SIGNAL_FH_Back; ②判定标志位SIGNAL_FH_Back的状态，决定进入空载调节程序或带载调节程序； ③后级直流母线均流控制，判定标志位SIGNAL_FH_Back的状态的同时，进行后级直流母线均流控制。5.根据权利要求4所述的级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法，其特征在于:所述步骤⑴中的①半桥全桥切换标志符SIGNAL_FH_Front的生成流程为: LLC由重载转换到空载状态时，SIGNAL_FH_Front由“I”变为“O”，开关管Q3断开，开关管Q4闭合，LLC由全桥转化到半桥； LLC由空载转换到重载状态时，SIGNAL_FH_Front由“O”变为“ 1”，开关管Q3、Q4正常工作，LLC由半桥转化到全桥。6.根据权利要求4所述的级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法，其特征在于:所述步骤⑴中的②标志位SIGNAL_FH_Front的所决定半桥全桥工作状态的流程具体为: 若SIGNAL_FH_Front为“O”，则进入空载调节程序，设定两路LLC的初始频率为fh—Front，利用死区控制器和累加器等对LLC的工作频率进行调节，该频率在fh—Frant的初值上，以八匕的步长变化，直至输出电压被控制在与参考值误差的绝对值在范围内； 若SIGNAL_FH_Front为“ I ”，则进入带载调节程序，设定两路LLC的初始频率为ff—Front，对带载工况下的全桥LLC变换器进行控制。该频率在ff—Front的初值上，WAf 2的步长变化，直至输出电压被控制在与参考值误差的绝对值在八仏的范围内； 若在工作过程中，检测到SIGNAL_FH_Front信号由“O”转换到“ I ”，则由空载调节程序跳转到带载调节程序运行； 当检测到SIGNAL_FH_Front信号由“ I ”转换到“O”，则由带载调节程序跳转到空载调节程序运行。7.根据权利要求4所述的级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法，其特征在于:步骤⑴中的③前级直流母线均流控制方法为: 检测每一路LLC谐振电感电流有效值，对其从小到大依次排序； 电流有效值最小的一路LLC的频率保持不变； 当电流有效值最接近的两个路LLC的电流有效值的差值绝对值大于△ IFrant时，电流有效值较大的一路LLC的工作频率上升最大△ f3，而电流有效值较小的一路LLC的工作频率不变。当此差值绝对值小于等于A 1&_时，两路LLC工作频率保持不变； 从电流有效值最小的两路LLC开始，依次类推，除有效值最小和最大的两路LLC，每个控制周期里其余LLC都与有效值和它最接近的两路LLC分别进行频率调节，直到所有LLC的电感电流有效值保持一致，所有大小最接近的两路LLC的电感电流有效值误差绝对值小于 A Ipront08.根据权利要求4所述的级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法，其特征在于:步骤⑵中的①半桥全桥切换标志符SIGNAL_FH_Back的生成流程为: 当后级变换器输出功率PBadi小于P对，此时SIGNAL_FH_Back由“ I”变为“0”，标志着LLC由重载转换到空载状态，此时，开关管Q3断开，开关管Q4闭合，LLC由全桥转化到半桥；当后级变换器输出功率PBadi大于P。时，此时SIGNAL_FH_Back由“O”变为“ I ”，标志着LLC由空载转换到重载状态，此时，开关管Q3、Q4正常工作，LLC由半桥转化到全桥。9.根据权利要求4所述的级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法，其特征在于:步骤⑴中的②标志位SIGNAL_FH_Back所决定半桥全桥工作状态的流程具体为: 若SIGNAL_FH_Back为0，则进入空载调节程序，利用死区控制器等对LLC的工作频率进行调节； 若SIGNAL_FH_Back为I，则进入带载调节程序，对带载工况下的全桥LLC变换器进行控制; 若在工作过程中，检测到SIGNAL_FH_Back信号由“O”转换到“ I ”，则由空载调节程序跳转到带载调节程序，LLC由半桥转化为全桥运行； 当检测到SIGNAL_FH_Back信号由“ I ”转换到“0”，则由带载调节程序跳转到空载调节程序，LLC由全桥转化为半桥运行。10.根据权利要求4所述的级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法，其特征在于:步骤⑴中的③后级直流母线均流控制方法为: 检测每一路LLC谐振电感电流有效值，对其从小到大依次排序； 电流有效值最小的一路LLC的频率保持不变； 当电流有效值最接近的两个路LLC的电流有效值的差值绝对值大于△ IBadi时，电流有效值较大的一路LLC的工作频率上升最大△ f3，而电流有效值较小的一路LLC的工作频率不变；当此差值绝对值小于等于A、“时，两路LLC工作频率保持不变； 从电流有效值最小的两路LLC开始，依次类推；除有效值最小和最大的两路LLC，每个控制周期里其余LLC都需要与有效值和它最接近的两路LLC分别进行频率调节，直到所有LLC的电感电流有效值保持一致，大小最接近的两路LLC的电感电流有效值误差绝对值小于A IBadi，此举会达到多路LLC达到并联均流的目的。
【专利摘要】本发明涉及一种级联电源系统中多路并联全桥LLC变换器的控制方法，本方法所采用的级联电源系统，包括前级变换器、LLC、后级变换器依次连接构成三级级联结构；前级变换器的储能装置位于双向DC-DC变换器的一侧，双向DC-DC变换器另一侧并联有多个LLC，多个LLC并联在后级变换器的三相逆变器一侧，三相逆变器另一侧连接滤波器，滤波器连接电网。在全负载范围内，本发明提出了一整套完整的电压控制和均流方案,采用本方法使得LLC可以在空载和重载的工况下均可以实现对直流母线电压控制。
【IPC分类】H02M3/335
【公开号】CN105141135
【申请号】CN201510547057
【发明人】刘江华, 董钺, 贺永鹏, 温金鑫, 邱晗, 伍丰林, 楚子林
【申请人】天津电气科学研究院有限公司, 天津天传新能源电气有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月31日