恭喜河北工业大学韩伟健获国家专利权
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龙图腾网恭喜河北工业大学申请的专利一种三端口双向直流变换器宽电压范围软开关实现方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115313880B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211010831.8,技术领域涉及:H02M3/335;该发明授权一种三端口双向直流变换器宽电压范围软开关实现方法是由韩伟健;薄志强;曹鹏浩设计研发完成,并于2022-08-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种三端口双向直流变换器宽电压范围软开关实现方法在说明书摘要公布了:本发明为一种三端口双向直流变换器宽电压范围软开关实现方法,变换器包括原边全桥电路、副边全桥电路、副边交错boost电路和高频变压器;用于电动汽车的电源系统时,三端口双向直流变换器的PFC端口通过前级功率因数校正电路与交流电网连接,高压端口和低压端口分别与动力电池和低压电池连接;该方法基于可变直流母线电压,通过对副边交错boost电路下桥臂上两个功率开关导通的占空比、原边全桥电路桥臂中点电压与副边全桥电路桥臂中点电压之间的相角差以及原边全桥电路桥臂中点电压与副边交错boost电路桥臂中点电压之间的相角差进行调制,实现电动汽车在充电和放电两种模式下的宽电压范围软开关,实现变换器从轻载到重载的高效电能传输。
本发明授权一种三端口双向直流变换器宽电压范围软开关实现方法在权利要求书中公布了:1.一种三端口双向直流变换器宽电压范围软开关实现方法,三端口双向直流变换器包括原边全桥电路、副边全桥电路、副边交错boost电路和高频变压器,高频变压器的第一绕组串联在原边全桥电路的两组功率开关之间,第二绕组串联在副边全桥电路的两组功率开关之间,第三绕组串联在副边交错boost电路的两组功率开关之间,副边交错boost电路的端口侧并联有钳位电容;三端口双向直流变换器用于电动汽车的电源系统时,三端口双向直流变换器的PFC端口通过前级功率因数校正电路与交流电网连接,高压端口和低压端口分别与动力电池和低压电池连接;其特征在于,该方法通过对占空比D、相角差φ12和φ13进行调制,实现电动汽车在充电和放电两种模式下的宽电压范围软开关;D表示副边交错boost电路下桥臂上两个功率开关导通的占空比,φ12表示原边全桥电路桥臂中点电压与副边全桥电路桥臂中点电压之间的相角差,φ13表示原边全桥电路桥臂中点电压与副边交错boost电路桥臂中点电压之间的相角差;在充电模式下,动力电池经车载充电机与交流电网连接,交流电网向动力电池传输电能;首先,采集变换器的PFC端口电压和高压端口电压,计算PFC端口电压参考值V1ref,V1ref=N1N2×V2,N1、N2分别为变频变压器第一绕组和第二绕组的匝数,V2表示变换器的高压端口电压;然后,将电网电压、电网电流以及PFC端口电压参考值与实际值之差输入到PFC控制器中,PFC控制器控制脉冲调制发生器生成触发脉冲,控制前级功率因数校正电路中各个功率开关的通断,对PFC端口电压进行控制;对于占空比D的调制,首先,计算钳位电容电压参考值Vclref,Vclref=N3N2×V2,N3为变频变压器第三绕组的匝数;然后,将钳位电容电压的参考值与实际值之差输入占空比PI控制器,占空比PI控制器输出占空比D;最后,移相脉宽调制发生器生成触发脉冲,控制副边交错boost电路中各个功率开关的通断;对于相角差φ12的调制,采集变换器的高压端口电流,将高压端口电流的实际值与参考值之差输入到第一移相角PI控制器中,第一移相角PI控制器输出相角差φ12,移相脉宽调制发生器生成触发脉冲,控制原边全桥电路和副边全桥电路中各个功率开关的通断;对于相角差φ13的调制,采集变换器的低压端口电压,将低压端口电压的实际值与参考值之差输入到第二移相角PI控制器中,第二移相角PI控制器输出相角差φ13,移相脉宽调制发生器生成触发脉冲,控制原边全桥电路和副边交错boost电路中各个功率开关的通断;在放电模式下,动力电池作为电源,向车载充电机或低压电池传输电能;对于相角差φ13和占空比D的调制与充电模式相同;对于相角差φ12的调制,首先,采集变换器的低压端口电压,计算PFC端口电压参考值V1ref,V1ref=N1N2×V2,将PFC端口电压的实际值与参考值之差输入到第一移相角PI控制器中,第一移相角PI控制器输出相角差φ12,移相脉宽调制发生器生成触发脉冲,控制原边全桥电路和副边全桥电路中各个功率开关的通断。
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