CN109546864B - 谐振变换器的控制方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种谐振变换器的控制方法和系统。其中，该方法包括：检测所述谐振变换器的工作状态，其中，所述工作状态包括：容性工作状态，和感性工作状态；在所述谐振变换器为所述容性工作状态的情况下，重启所述谐振变换器。本发明解决了谐振变换器在受大扰动期间对电网造成伤害的技术问题。

Description

谐振变换器的控制方法和系统
技术领域
本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种谐振变换器的控制方法和系统。
背景技术
电动汽车直流充电桩一般采用DC/DC直流变换器，脉宽调制(PWM)和谐振调制是DC/DC转换器的两种主要类型。由于能够实现零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)，谐振转换器可以在很高的开关频率下工作，减小了变压器和滤波器的尺寸和重量，实现了高效率。
但是，谐振变换器在受大扰动期间不稳定，会对电网构成一定的损害。
针对上述谐振变换器在受大扰动期间对电网造成伤害问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种谐振变换器的控制方法和系统，以至少解决谐振变换器在受大扰动期间对电网造成伤害的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种谐振变换器的控制方法，包括：检测所述谐振变换器的工作状态，其中，所述工作状态包括：容性工作状态，和感性工作状态；在所述谐振变换器为所述容性工作状态的情况下，重启所述谐振变换器。
进一步地，获取所述谐振变换器的工作状态包括：获取所述谐振变换器的增益补偿值和开关频率；根据所述增益补偿值和所述开关频率，确定所述工作状态。
进一步地，根据所述增益补偿值和所述开关频率，确定所述谐振变换器的工作状态包括：判断所述增益补偿值是否大于零；在所述增益补偿值大于零的情况下，根据所述开关频率和第一预定条件确定所述工作状态；在所述增益补偿值不大于零的情况下，根据所述开关频率和第二预定条件确定所述工作状态。
进一步地，根据所述开关频率和第一预定条件确定所述工作状态包括：判断所述开关频率是否符合所述第一预定条件，其中，所述第一预定条件用于表示所述开关频率低于预定频率，且所述开关频率大于零；在所述开关频率符合所述第一预定条件的情况下，确定所述谐振变换器处于所述感性工作状态；在所述开关频率不符合所述第一预定条件的情况下，确定所述谐振变换器处于所述容性工作状态。
进一步地，根据所述开关频率和第二预定条件确定所述工作状态包括：判断所述开关频率是否符合所述第二预定条件，其中，所述第二预定条件用于表示所述开关频率高于预定频率；在所述开关频率符合所述第二预定条件的情况下，确定所述谐振变换器处于所述感性工作状态；在所述开关频率不符合所述第一预定条件的情况下，确定所述谐振变换器处于所述容性工作状态。
进一步地，获取所述谐振变换器的工作状态包括：检测所述谐振变换器的谐振电流；根据所述谐振电流确定所述工作状态。
进一步地，根据所述谐振电流确定所述工作状态包括：判断所述谐振电流是否大于零；在所述谐振电流大于零的情况下，确定所述谐振变换器处于所述容性工作状态；在所述谐振电流不大于零的情况下，确定所述谐振变换器处于所述感性工作状态。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种谐振变换器的控制系统，包括：所述谐振变换器；检测设备，与所述谐振变换器相连，用于检测所述谐振变换器的工作状态，其中，所述工作状态包括：容性工作状态，和感性工作状态；控制器，与所述检测设备相连，用于在所述谐振变换器为所述容性工作状态的情况下，重启所述谐振变换器。
进一步地，所述谐振变换器包括：谐振槽，其中，所述谐振槽包括：谐振电感、谐振电容和磁性电感；开关电路，与所述谐振槽相连，用于为所述谐振槽产生方波电压，其中，所述开关电路包括：全桥连接的四个场效应管。
进一步地，所述检测设备包括：电流极性检测模块，与所述谐振槽相连，用于检测所述谐振变换器的谐振电流，其中，若所述谐振电流大于零，则表示所述谐振变换器处于所述容性工作状态；若所述谐振电流不大于零的情况下，则表示所述谐振变换器处于所述感性工作状态；所述控制器，与所述电流极性检测模块相连，用于根据所述谐振电流控制所述谐振变换器，其中，在所述谐振电流表示所述谐振变换器处于所述容性工作状态的情况下，重启所述谐振变换器。
在本发明实施例中，在受大扰动期间，谐振变换器处于容性工作状态，检测谐振变换器的工作状态，其中，工作状态包括：容性工作状态，和感性工作状态；在谐振变换器为容性工作状态的情况下，重启谐振变换器，使谐振变换器工作在感性工作状态，从而在谐振变换器受大扰动而造成不稳定的情况下，通过重启谐振变换器，可以将谐振变换器调整至稳定的感性工作状态，进而解决了谐振变换器在受大扰动期间对电网造成伤害的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种谐振变换器的控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种谐振变换器的示意图一；
图3是根据本发明实施例的一种谐振变换器的示意图二；
图4是根据本发明实施例的一种谐振变换器的控制系统的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种谐振变换器的控制方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种谐振变换器的控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，检测谐振变换器的工作状态，其中，工作状态包括：容性工作状态，和感性工作状态；
步骤S104，在谐振变换器为容性工作状态的情况下，重启谐振变换器。
在本发明实施例中，在受大扰动期间，谐振变换器处于容性工作状态，检测谐振变换器的工作状态，其中，工作状态包括：容性工作状态，和感性工作状态；在谐振变换器为容性工作状态的情况下，重启谐振变换器，使谐振变换器工作在感性工作状态，从而在谐振变换器受大扰动而造成不稳定的情况下，通过重启谐振变换器，可以将谐振变换器调整至稳定的感性工作状态，进而解决了谐振变换器在受大扰动期间对电网造成伤害的技术问题。
图2是根据本发明实施例的一种谐振变换器的示意图一，如图2所示，至少包括：开关电路和谐振槽，其中，开关电路包括：开关管S1、S2、S3和S4组成的全桥电路；谐振槽包括：谐振电感Cr、谐振电容Lr和磁性电感Lm。
可选地，谐振变换器，可以通过PI控制器控制脉冲宽度调制器PWM，调节开关电路的开关频率。
需要说明的是，为保证谐振变换器的稳定性，谐振槽的阻抗值应为感性(即感性工作状态)。若谐振槽为容性(即容性工作状态)，当输出电压高于参考电压，则控制器将产生一个更高的开关频率，从而输出电压继续上升，这将导致正反馈，在这种情况下，调制所得输出电压将在最大值和最小值之间波动，导致谐振变换器的不稳定。
作为一种可选的实施例，获取谐振变换器的工作状态包括：获取谐振变换器的增益补偿值和开关频率；根据增益补偿值和开关频率，确定工作状态。
作为一种可选的实施例，根据增益补偿值和开关频率，确定谐振变换器的工作状态包括：判断增益补偿值是否大于零；在增益补偿值大于零的情况下，根据开关频率和第一预定条件确定工作状态；在增益补偿值不大于零的情况下，根据开关频率和第二预定条件确定工作状态。
作为一种可选的实施例，根据开关频率和第一预定条件确定工作状态包括：判断开关频率是否符合第一预定条件，其中，第一预定条件用于表示开关频率低于预定频率，且开关频率大于零；在开关频率符合第一预定条件的情况下，确定谐振变换器处于感性工作状态；在开关频率不符合第一预定条件的情况下，确定谐振变换器处于容性工作状态。
作为一种可选的实施例，根据开关频率和第二预定条件确定工作状态包括：判断开关频率是否符合第二预定条件，其中，第二预定条件用于表示开关频率高于预定频率；在开关频率符合第二预定条件的情况下，确定谐振变换器处于感性工作状态；在开关频率不符合第一预定条件的情况下，确定谐振变换器处于容性工作状态。
作为一种可选的实施例，获取谐振变换器的工作状态包括：检测谐振变换器的谐振电流；根据谐振电流确定工作状态。
作为一种可选的实施例，根据谐振电流确定工作状态包括：判断谐振电流是否大于零；在谐振电流大于零的情况下，确定谐振变换器处于容性工作状态；在谐振电流不大于零的情况下，确定谐振变换器处于感性工作状态。
图3是根据本发明实施例的一种谐振变换器的示意图二，如图3所示，基于图2所示的谐振变换器，增加了电流极性检测模块(CPD)，获取谐振电流和驱动信号。
可选地，当开关管S1的驱动信号由低电平上升至高电平时，开关管S1导通，此时电流极性检测模块采样谐振电流，捕获其极性信息。若此时谐振电流大于0，表明谐振电流超前于输入电压，LLC谐振变换器工作于容性工作区；若此时谐振电流小于0，表明谐振电流滞后于输入电压，LLC谐振变换器工作于感性工作区，此时谐振变换器工作稳定，电流极性检测模块不动作；若LLC谐振变换器工作于容性工作区，此时谐振变换器工作不稳定，电流极性检测模块动作，输出信号至PI控制器，PI控制器检测得到电流极性检测模块的动作信息后，清除PI控制器积分累加量，控制器重启，输出开关频率为固有谐振开关频率，从而保证LLC谐振变换器工作于感性工作区。
图4是根据本发明实施例的一种谐振变换器的控制系统的示意图，如图4所示，包括：谐振变换器41；检测设备43，与谐振变换器相连，用于检测谐振变换器的工作状态，其中，工作状态包括：容性工作状态，和感性工作状态；控制器45，与检测设备相连，用于在谐振变换器为容性工作状态的情况下，重启谐振变换器。
在本发明实施例中，在受大扰动期间，谐振变换器处于容性工作状态，检测谐振变换器的工作状态，其中，工作状态包括：容性工作状态，和感性工作状态；在谐振变换器为容性工作状态的情况下，重启谐振变换器，使谐振变换器工作在感性工作状态，从而在谐振变换器受大扰动而造成不稳定的情况下，通过重启谐振变换器，可以将谐振变换器调整至稳定的感性工作状态，进而解决了谐振变换器在受大扰动期间对电网造成伤害的技术问题。
作为一种可选的实施例，谐振变换器包括：谐振槽，其中，谐振槽包括：谐振电感、谐振电容和磁性电感；开关电路，与谐振槽相连，用于为谐振槽产生方波电压，其中，开关电路包括：全桥连接的四个场效应管。
作为一种可选的实施例，检测设备包括：电流极性检测模块，与谐振槽相连，用于检测谐振变换器的谐振电流，其中，若谐振电流大于零，则表示谐振变换器处于容性工作状态；若谐振电流不大于零的情况下，则表示谐振变换器处于感性工作状态；控制器，与电流极性检测模块相连，用于根据谐振电流控制谐振变换器，其中，在谐振电流表示谐振变换器处于容性工作状态的情况下，重启谐振变换器。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种谐振变换器的控制方法，其特征在于，包括：
检测所述谐振变换器的工作状态，其中，所述工作状态包括：容性工作状态，和感性工作状态；
在所述谐振变换器为所述容性工作状态的情况下，重启所述谐振变换器；
其中，所述谐振变换器包括：谐振槽，其中，所述谐振槽包括：谐振电感、谐振电容和磁性电感；开关电路，与所述谐振槽相连，用于为所述谐振槽产生方波电压，其中，所述开关电路包括：全桥连接的四个场效应管；
其中，获取所述谐振变换器的工作状态包括：
获取所述谐振变换器的增益补偿值和开关频率；
根据所述增益补偿值和所述开关频率，确定所述工作状态；
其中，所述谐振变换器通过PI控制器调节开关电路的开关频率，其中，所述增益补偿值为PI控制器的增益；
其中，根据所述增益补偿值和所述开关频率，确定所述谐振变换器的工作状态包括：
判断所述增益补偿值是否大于零；
在所述增益补偿值大于零的情况下，根据所述开关频率和第一预定条件确定所述工作状态；
在所述增益补偿值不大于零的情况下，根据所述开关频率和第二预定条件确定所述工作状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述开关频率和第一预定条件确定所述工作状态包括：
判断所述开关频率是否符合所述第一预定条件，其中，所述第一预定条件用于表示所述开关频率低于预定频率，且所述开关频率大于零；
在所述开关频率符合所述第一预定条件的情况下，确定所述谐振变换器处于所述感性工作状态；
在所述开关频率不符合所述第一预定条件的情况下，确定所述谐振变换器处于所述容性工作状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述开关频率和第二预定条件确定所述工作状态包括：
判断所述开关频率是否符合所述第二预定条件，其中，所述第二预定条件用于表示所述开关频率高于预定频率；
在所述开关频率符合所述第二预定条件的情况下，确定所述谐振变换器处于所述感性工作状态；
在所述开关频率不符合所述第二预定条件的情况下，确定所述谐振变换器处于所述容性工作状态。
4.一种谐振变换器的控制系统，其特征在于，包括：
所述谐振变换器；
检测设备，与所述谐振变换器相连，用于检测所述谐振变换器的工作状态，其中，所述工作状态包括：容性工作状态，和感性工作状态；
控制器，与所述检测设备相连，用于在所述谐振变换器为所述容性工作状态的情况下，重启所述谐振变换器；
其中，所述谐振变换器包括：
谐振槽，其中，所述谐振槽包括：谐振电感、谐振电容和磁性电感；
开关电路，与所述谐振槽相连，用于为所述谐振槽产生方波电压，其中，所述开关电路包括：全桥连接的四个场效应管；
其中，获取所述谐振变换器的工作状态包括：
获取所述谐振变换器的增益补偿值和开关频率；
根据所述增益补偿值和所述开关频率，确定所述工作状态；
其中，所述谐振变换器通过PI控制器调节开关电路的开关频率，其中，所述增益补偿值为PI控制器的增益；
其中，根据所述增益补偿值和所述开关频率，确定所述谐振变换器的工作状态包括：
判断所述增益补偿值是否大于零；
在所述增益补偿值大于零的情况下，根据所述开关频率和第一预定条件确定所述工作状态；
在所述增益补偿值不大于零的情况下，根据所述开关频率和第二预定条件确定所述工作状态。
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