CN112953245B - 双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法 - Google Patents

双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，包括：步骤1，对双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值和双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值进行采样，得到双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值和双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值，获取变压器的匝数比。本发明使在考虑开关管结电容的情况下，在开关管打开前有更大的能量使结电容完全充放电完毕，从而实现零电压开关，占空比和移相比相互解耦，使双有源桥式变换器在实现了全负载范围软开关，降低了控制的复杂度，得到了更好的动态性能，无需将控制数据预先存储在查表中，能够实现实时控制，控制环路简单、可靠。

Description

双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法
技术领域
本发明涉及电子电力技术领域，特别涉及一种双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法。
背景技术
随着电力电子技术的发展，双有源桥式变换器由于其完全对称的拓扑结构、双向可控功率流、高频隔离、高功率密度、可实现软开关等优势，被广泛应用于能量转换、分布式发电系统、储能系统等工业场合中。
图2为双有源桥式变换器的拓扑结构图，该拓扑结构完全对称，高频变压器两端连接着由开关管组成的全桥电路，通过控制施加在漏感Lk两端的电压来控制功率的传输。应用于双有源桥式变换器的扩展移相控制方法由2012年在IEEETransactiononpowerelectronics【电力电子期刊】上发表的“Extended-phase-shiftcontrolofisolatedbidirectionaldc-dcconverterforpower distributioninmicrogrid”一文中提出，该方法包含两个控制变量，包括原边全桥电路的两个桥臂中心点之间的电压uAB的占空比以及uAB和副边全桥电路两个桥臂中心点之间的电压uCD之间的移相角。通过控制原边开关管的驱动信号可以调节电压uAB的占空比大小；通过调节原边与副边开关管信号之间的相位差可以实现对uAB和uCD之间的移相角的控制。相对于传统的单移相控制，扩展移相控制比较灵活，并且能拓宽软开关的控制范围，有效地降低了无功环流；而相对于三移相控制，扩展移相控制相对较简单易于实现实时控制。
然而目前对于扩展移相控制的全负载范围软开关的研究，都是建立在忽略开关管结电容的基础上的。在忽略开关管结电容的模型下，两个零电压开关(Zero-Voltage-Switching，ZVS)区域仅仅相交于一点，当功率需要在两个区域之间切换时，实时控制会相当严格。而在考虑开关管结电容的模型中，两个ZVS区域将会完全分离，这意味着不管使用何种控制方法都不能实现需要切换区域情况下的全负载范围软开关。
发明内容
本发明提供了一种双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，其目的是为了解决有源桥式变换器在扩展移相控制且考虑开关管结电容下无法实现全负载范围内的零电压开关，并降低控制的复杂度的问题。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，包括：
第一电源；
第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一电源的正极端电连接，所述第一电容的第二端与所述第一电源的负极端电连接；
第一开关管，所述第一开关管的漏极端与所述第一电容的第一端电连接；
第二开关管，所述第二开关管的漏极端与所述第一开关管的源极端电连接，所述第二开关管的源极端与所述第一电容的第二端电连接；
第三开关管，所述第三开关管的漏极端与所述第一开关管的漏极端电连接；
第四开关管，所述第四开关管的漏极端与所述第三开关管的源极端电连接，所述第四开关管的源极端与所述第二开关管的源极端电连接；
漏感，所述漏感的第一端与所述第一开关管的源极端电连接；
励磁电感，所述励磁电感的第一端与所述漏感的第二端电连接，所述励磁电感的第二端与所述第四开关管的漏极端电连接；
变压器，所述变压器原边的第一端与所述漏感的第二端电连接，所述变压器原边的第二端与所述励磁电感的第二端电连接；
第五开关管，所述第五开关管的源极端与所述变压器副边的第一端电连接；
第六开关管，所述第六开关管的漏极端与所述第五开关管的源极端电连接；
第七开关管，所述第七开关管的漏极端与所述第五开关管的漏极端电连接，所述第七开关管的源极端与所述变压器副边的第二端电连接；
第八开关管，所述第八开关管的漏极端与所述第七开关管的源极端电连接，所述第八开关管的源极端与所述第六开关管的源极端电连接；
第二电容，所述第二电容的第一端与所述第七开关管的漏极端电连接，所述第二电容的第二端与所述第八开关管的源极端电连接；
第二电源，所述第二电源的正极端与所述第二电容的第一端电连接，所述第二电源的负极端与所述第二电容的第二端电连接；
双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，步骤如下：
步骤1，对双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值和双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值进行采样，得到双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值和双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值，获取变压器的匝数比；
步骤2，根据双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值、双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值、变压器的匝数比、开关频率、漏感值和双有源桥式变换器原边开关管结电容的电容值计算占空比补偿；
步骤3，根据占空比补偿、漏感值、双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值、双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值和变压器的匝数比确定励磁电感的取值范围；
步骤4，根据占空比补偿、双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值、双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值和变压器的匝数比进行计算得到占空比；
步骤5，设定双有源桥式变换器副边的直流电压的期望值，将双有源桥式变换器副边的直流电压的期望值减去双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值后得到的值输入电压控制器中的数字PI调节器和限幅器，电压控制器输出移相比；
步骤6，将占空比和移相比输入驱动信号产生单元，产生八路驱动信号，八路驱动信号分别对应第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管的栅极端；
步骤7，通过八路驱动信号对双有源桥式变换器的变压器原边桥臂中点电压的占空比和双有源桥式变换器的变压器原边桥臂中点电压与双有源桥式变换器的变压器副边桥臂中点电压之间的移相角进行控制，使双有源桥式变换器在全负载范围内实现软开关。
其中，所述步骤2具体包括：
第一开关管和第二开关管实现全负载范围零电压开关所需的最大占空比补偿的计算，如下所示：
其中，De_amax表示第一开关管和第二开关管实现全负载范围零电压开关所需的最大占空比补偿，fs表示开关频率，开关频率为设定的，Lk表示漏感值，Cs表示双有源桥式变换器原边所有开关管结电容的电容值，kmax表示k的最大值，n表示匝数比，变压器原边对副边的变比n：1，v1表示双有源桥式变换器的原边直流电压V1的瞬时值，v2表示双有源桥式变换器的副边直流电压V2的瞬时值；
第三开关管和第四开关管实现全负载范围零电压开关所需的最大占空比补偿的计算，如下所示：
其中，Debmax表示第三开关管和第四开关管实现全负载范围零电压开关所需的最大占空比补偿；
占空比补偿的计算，如下所示：
De≥max{De_amax,De_bmax}(3)
其中，De表示占空比补偿。
其中，所述步骤3具体包括：
励磁电感的取值范围，如下所示：
Lm≤kLk/De(4)。
其中，所述步骤4具体包括：
占空比的计算，如下所示：
D＝nv2/v1+De(5)
其中，D表示占空比。
其中，所述步骤6具体包括：
驱动信号产生单元产生的多个开关管的驱动信号包括：第一开关管的驱动信号第二开关管的驱动信号/>第三开关管的驱动信号/>第四开关管的驱动信号/>第五开关管的驱动信号/>第六开关管的驱动信号第七开关管的驱动信号/>第八开关管的驱动信号/>
其中，所述步骤7具体包括：
通过调节移相比进而控制双有源桥式变换器的输出功率，当移相比增大时，双有源桥式变换器的变压器原边桥臂中点电压uAB与双有源桥式变换器的变压器副边桥臂中点电压uCD之间的移相角增大，进而输出功率增大；当移相比减小时，双有源桥式变换器的变压器原边桥臂中点电压uAB与双有源桥式变换器的变压器副边桥臂中点电压uCD之间的移相角减小，进而输出功率减小。
本发明的上述方案有如下的有益效果：
本发明的上述实施例所述的双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，无需额外增加元器件，只需调整变压器磁芯的气隙，便可注入无功电流，使在考虑开关管结电容的情况下，在开关管打开前有更大的能量使结电容完全充放电完毕，从而实现零电压开关，占空比和移相比相互解耦，使双有源桥式变换器在实现了全负载范围软开关，降低了控制的复杂度，得到了更好的动态性能，无需将控制数据预先存储在查表中，能够实现实时控制，控制环路简单，可靠。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的具体电路图；
图3为本发明的软开关控制方法框图；
图4为本发明考虑开关管结电容而不考虑励磁电感时ZVS的区域分布图；
图5为本发明考虑开关管结电容而不考虑励磁电感时功率传输ZVS的区域分布图；
图6为本发明考虑励磁电感后ZVS的区域分布图；
图7为本发明考虑励磁电感后功率传输ZVS的区域分布图；
图8为本发明工作在模式1时的驱动信号的时序与原理波形图；
图9为本发明工作在模式2时的驱动信号的时序与原理波形图；
图10为本发明工作在模式3时的驱动信号的时序与原理波形图；
图11为本发明工作在模式4时的驱动信号的时序与原理波形图；
【附图标记说明】
1-第一电源；2-第一电容；3-第一开关管；4-第二开关管；5-第三开关管；6-第四开关管；7-漏感；8-励磁电感；9-变压器；10-第五开关管；11-第六开关管；12-第七开关管；13-第七开关管；14-第二电容；15-第二电源。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的有源桥式变换器在扩展移相控制且考虑开关管结电容下无法实现全负载范围内的零电压开关，并降低控制的复杂度的问题，提供了一种双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法。
如图1至图11所示，本发明的实施例提供了一种双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，包括：第一电源；第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一电源的正极端电连接，所述第一电容的第二端与所述第一电源的负极端电连接；第一开关管，所述第一开关管的漏极端与所述第一电容的第一端电连接；第二开关管，所述第二开关管的漏极端与所述第一开关管的源极端电连接，所述第二开关管的源极端与所述第一电容的第二端电连接；第三开关管，所述第三开关管的漏极端与所述第一开关管的漏极端电连接；第四开关管，所述第四开关管的漏极端与所述第三开关管的源极端电连接，所述第四开关管的源极端与所述第二开关管的源极端电连接；漏感，所述漏感的第一端与所述第一开关管的源极端电连接；励磁电感，所述励磁电感的第一端与所述漏感的第二端电连接，所述励磁电感的第二端与所述第四开关管的漏极端电连接；变压器，所述变压器原边的第一端与所述漏感的第二端电连接，所述变压器原边的第二端与所述励磁电感的第二端电连接；第五开关管，所述第五开关管的源极端与所述变压器副边的第一端电连接；第六开关管，所述第六开关管的漏极端与所述第五开关管的源极端电连接；第七开关管，所述第七开关管的漏极端与所述第五开关管的漏极端电连接，所述第七开关管的源极端与所述变压器副边的第二端电连接；第八开关管，所述第八开关管的漏极端与所述第七开关管的源极端电连接，所述第八开关管的源极端与所述第六开关管的源极端电连接；第二电容，所述第二电容的第一端与所述第七开关管的漏极端电连接，所述第二电容的第二端与所述第八开关管的源极端电连接；第二电源，所述第二电源的正极端与所述第二电容的第一端电连接，所述第二电源的负极端与所述第二电容的第二端电连接；
双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，步骤如下：步骤1，对双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值和双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值进行采样，得到双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值和双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值，获取变压器的匝数比；步骤2，根据双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值、双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值、变压器的匝数比、开关频率、漏感值和双有源桥式变换器原边开关管结电容的电容值计算占空比补偿；步骤3，根据占空比补偿、漏感值、双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值、双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值和变压器的匝数比确定励磁电感的取值范围；步骤4，根据占空比补偿、双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值、双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值和变压器的匝数比进行计算得到占空比；步骤5，设定双有源桥式变换器副边的直流电压的期望值，将双有源桥式变换器副边的直流电压的期望值减去双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值后得到的值输入电压控制器中的数字PI调节器和限幅器，电压控制器输出移相比；步骤6，将占空比和移相比输入驱动信号产生单元，产生八路驱动信号，八路驱动信号分别对应第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管的栅极端；步骤7，通过八路驱动信号对双有源桥式变换器的变压器原边桥臂中点电压的占空比和双有源桥式变换器的变压器原边桥臂中点电压与双有源桥式变换器的变压器副边桥臂中点电压之间的移相角进行控制，使双有源桥式变换器在全负载范围内实现软开关。
其中，所述步骤2具体包括：第一开关管和第二开关管实现全负载范围零电压开关所需的最大占空比补偿的计算，如下所示：
其中，De_amax表示第一开关管和第二开关管实现全负载范围零电压开关所需的最大占空比补偿，fs表示开关频率，开关频率为设定的，Lk表示漏感值，Cs表示双有源桥式变换器原边所有开关管结电容的电容值，kmax表示k的最大值，n表示匝数比，变压器原边对副边的变比n：1，v1表示双有源桥式变换器的原边直流电压V1的瞬时值，v2表示双有源桥式变换器的副边直流电压V2的瞬时值；
第三开关管和第四开关管实现全负载范围零电压开关所需的最大占空比补偿的计算，如下所示：
其中，Debmax表示第三开关管和第四开关管实现全负载范围零电压开关所需的最大占空比补偿；
占空比补偿的计算，如下所示：
De≥max{De_amax,De_bmax}(3)
其中，De表示占空比补偿。
其中，所述步骤3具体包括：励磁电感的取值范围，如下所示：
Lm≤kLk/De(4)。
其中，所述步骤4具体包括：
占空比的计算，如下所示：
D＝nv2/v1+De(5)
其中，D表示占空比。
其中，所述步骤6具体包括：驱动信号产生单元产生的多个开关管的驱动信号包括：第一开关管的驱动信号第二开关管的驱动信号/>第三开关管的驱动信号/>第四开关管的驱动信号/>第五开关管的驱动信号/>第六开关管的驱动信号/>第七开关管的驱动信号/>第八开关管的驱动信号
其中，所述步骤7具体包括：通过调节移相比进而控制双有源桥式变换器的输出功率，当移相比增大时，双有源桥式变换器的变压器原边桥臂中点电压uAB与双有源桥式变换器的变压器副边桥臂中点电压uCD之间的移相角增大，进而输出功率增大；当移相比减小时，双有源桥式变换器的变压器原边桥臂中点电压uAB与双有源桥式变换器的变压器副边桥臂中点电压uCD之间的移相角减小，进而输出功率减小。
本发明的上述实施例所述的双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，驱动信号产生单元根据输入的移相比和占空比d两个控制变量产生对应的驱动信号，驱动信号产生单元产生的多个开关管的驱动信号包括：第一开关管的驱动信号/>第二开关管的驱动信号/>第三开关管的驱动信号/>第四开关管的驱动信号第五开关管的驱动信号/>第六开关管的驱动信号/>第七开关管的驱动信号/>第八开关管的驱动信号/>
本发明的上述实施例所述的双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，通过移相角和占空比d控制八个驱动信号，即控制双有源桥式变换器的变压器原边电压的占空比和双有源桥式变换器的变压器原边桥臂中点电压uAB与双有源桥式变换器的变压器副边桥臂中点电压uCD之间的相位差，实现对变换器的功率控制，当输出功率需要增大时，V2侧直流端电压控制器输出的移相比/>会增大，从而uAB与uCD之间的移相角也会增大，进而输出功率提高；当输出功率减小时，V2侧直流端电压控制器输出的移相比/>会减小，从而uAB与uCD之间的移相角也会减小，进而输出功率降低，实现了输出功率的多变量控制，简化了设计过程，所述双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法能够保证双有源桥式变换器在不同的负载下始终保持零电压开通，两个控制变量移相比和占空比相互解耦，互不影响，降低了控制复杂度。
本发明的上述实施例所述的双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，如图2所示，双有源桥式变换器的原边为一个有源全桥电路，副边同为一个有源全桥电路，两个有源全桥电路的所有开关管均为存在反并联体二极管和漏源极寄生电容的功率开关管，A、B点分别为原边有源全桥电路的两个桥臂各自的中点；C、D点分别为副边有源全桥电路两个桥臂各自的中点；uAB为A点与B点之间的电压差；uCD为C点和D点之间的电压差，ik为流过漏感的电流，is为变压器副边的电流，im为流过励磁电感的电流。V1为原边的直流电压；V2为副边的直流电压。如图3，双有源桥式变换器开始上电工作后，数字控制器(DSPTMS320F28335)通过电压采样电路采集双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值v2作为反馈，v2是V2的瞬时值，将双有源桥式变换器副边的直流电压的期望值V2ref减去双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值v2后得到的值经过数字PI调节器和限幅器，电压控制器输出移相比φ，将移相比φ作为两个有源全桥电路之间的移向控制信号，移相比φ为移相角φ的瞬时值，图3中的d为占空比的瞬时值，通过占空比调节有源全桥电路内移相角，通过移相比调节有源全桥电路外移相角，移相比为移相角占开关周期的比值。在考虑开关管结电容而不考虑励磁电感的情况下，在图4的给出ZVS区域中可知，占空比D＝k会穿越非ZVS区域，从而无法实现全负载范围ZVS。其中，点a和点b的坐标为
图5给出了功率Pnor与移相角φ和占空比D的关系图，三个ZVS区域是完全分离的，从正向功率最大点Pmax到反向功率最大点Pmin，不管如何控制都会经过非ZVS区域，使开通损耗增加，从而导致效率降低。图6中，当励磁电感满足公式(4)条件时，三个ZVS区域相交，为实现双有源桥式变换器在全负载范围软开关创造了条件。图7展示了ZVS区域和功率曲线，表明了所述双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法可以使ZVS区域在功率输出范围内连续。通过公式(4)确定为实现副边开关管全负载软开关的励磁电感Lm的大小，利用公式(3)确定为实现原边开关管全负载软开关的占空比补偿的大小，图8中的双有源桥式变换器工作在模式1；图9中的双有源桥式变换器工作在模式2；图10中的双有源桥式变换器工作在模式3时；图11中的双有源桥式变换器工作在模式4；驱动信号的时序图与相关电路波形如图8至图11所示。八个驱动信号在时序上的描述为：1.所有的驱动信号都是50％的方波信号；2.第五开关管的驱动信号与第六开关管的驱动信号/>互补、第七开关管的驱动信号PWMQ3与第八开关管的驱动信号/>互补、第五开关管的驱动信号与第八开关管的驱动信号/>一致、第六开关管的驱动信号/>与第七开关管的驱动信号/>一致；3.第一开关管的驱动信号/>超前第四开关管的驱动信号/>的时间通过占空比进行控制，第四开关管的驱动信号/>超前第五开关管的驱动信号/>的时间通过移相角进行控制，每种工作模式下占空比都等于k，移相比随着功率大小自适应。
本发明的上述实施例所述的双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，不需要增加额外的元器件而使电路变得复杂，只需调整变压器磁芯的气隙，便可注入无功电流，使在考虑开关管结电容的情况下，在开关管打开前有更大的能量使结电容完全充放电完毕，从而实现零电压开关。通过控制原边开关管的驱动信号可以调节原边有源全桥电路的两个桥臂中心点之间的电压uAB的占空比大小；通过调节原边与副边开关管信号之间的相位差可以实现对原边电压uAB和副边副边有源全桥电路两个桥臂中心点之间的电压uCD之间的移相角的控制。占空比和移相比的调节没有任何约束关系，相互解耦，使得变换器在实现全范围软开关的前提下，降低了控制的复杂度，得到更好的动态性能，所述双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法不需要将控制数据预先存储在查表中，能够实现实时控制，控制环路简单，可靠。
以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，其特征在于，所述双有源桥式变换器包括：
第一电源；
第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一电源的正极端电连接，所述第一电容的第二端与所述第一电源的负极端电连接；
第一开关管，所述第一开关管的漏极端与所述第一电容的第一端电连接；
第二开关管，所述第二开关管的漏极端与所述第一开关管的源极端电连接，所述第二开关管的源极端与所述第一电容的第二端电连接；
第三开关管，所述第三开关管的漏极端与所述第一开关管的漏极端电连接；
第四开关管，所述第四开关管的漏极端与所述第三开关管的源极端电连接，所述第四开关管的源极端与所述第二开关管的源极端电连接；
漏感，所述漏感的第一端与所述第一开关管的源极端电连接；
励磁电感，所述励磁电感的第一端与所述漏感的第二端电连接，所述励磁电感的第二端与所述第四开关管的漏极端电连接；
变压器，所述变压器原边的第一端与所述漏感的第二端电连接，所述变压器原边的第二端与所述励磁电感的第二端电连接；
第五开关管，所述第五开关管的源极端与所述变压器副边的第一端电连接；
第六开关管，所述第六开关管的漏极端与所述第五开关管的源极端电连接；
第七开关管，所述第七开关管的漏极端与所述第五开关管的漏极端电连接，所述第七开关管的源极端与所述变压器副边的第二端电连接；
第八开关管，所述第八开关管的漏极端与所述第七开关管的源极端电连接，所述第八开关管的源极端与所述第六开关管的源极端电连接；
第二电容，所述第二电容的第一端与所述第七开关管的漏极端电连接，所述第二电容的第二端与所述第八开关管的源极端电连接；
第二电源，所述第二电源的正极端与所述第二电容的第一端电连接，所述第二电源的负极端与所述第二电容的第二端电连接；
双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，步骤如下：
步骤1，对双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值和双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值进行采样，得到双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值和双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值，获取变压器的匝数比；
步骤2，根据双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值、双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值、变压器的匝数比、开关频率、漏感值和双有源桥式变换器原边开关管结电容的电容值计算占空比补偿；
步骤3，根据占空比补偿、漏感值、双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值、双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值和变压器的匝数比确定励磁电感的取值范围；
步骤4，根据占空比补偿、双有源桥式变换器的原边直流电压的瞬时值、双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值和变压器的匝数比进行计算得到占空比；
步骤5，设定双有源桥式变换器副边的直流电压的期望值，将双有源桥式变换器副边的直流电压的期望值减去双有源桥式变换器的副边直流电压的瞬时值后得到的值输入电压控制器中的数字PI调节器和限幅器，电压控制器输出移相比；
步骤6，将占空比和移相比输入驱动信号产生单元，产生八路驱动信号，八路驱动信号分别对应第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管的栅极端；
步骤7，通过八路驱动信号对双有源桥式变换器的变压器原边桥臂中点电压的占空比和双有源桥式变换器的变压器原边桥臂中点电压与双有源桥式变换器的变压器副边桥臂中点电压之间的移相角进行控制，使双有源桥式变换器在全负载范围内实现软开关；
其中，所述步骤2具体包括：
第一开关管和第二开关管实现全负载范围零电压开关所需的最大占空比补偿的计算，如下所示：
其中，De_amax表示第一开关管和第二开关管实现全负载范围零电压开关所需的最大占空比补偿，fs表示开关频率，开关频率为设定的，Lk表示漏感值，Cs表示双有源桥式变换器原边所有开关管结电容的电容值，kmax表示k的最大值，n表示匝数比，变压器原边对副边的变比n：1，v1表示双有源桥式变换器的原边直流电压V1的瞬时值，v2表示双有源桥式变换器的副边直流电压V2的瞬时值；
第三开关管和第四开关管实现全负载范围零电压开关所需的最大占空比补偿的计算，如下所示：
其中，Debmax表示第三开关管和第四开关管实现全负载范围零电压开关所需的最大占空比补偿；
占空比补偿的计算，如下所示：
De≥max{De_amax,De_bmax} (3)
其中，De表示占空比补偿。
2.根据权利要求1所述的双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：
励磁电感的取值范围，如下所示：
Lm≤kLk/De (4)。
3.根据权利要求2所述的双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：
占空比的计算，如下所示：
D＝nv2/v1+De (5)
其中，D表示占空比。
4.根据权利要求2所述的双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，其特征在于，所述步骤6具体包括：
驱动信号产生单元产生的多个开关管的驱动信号包括：第一开关管的驱动信号第二开关管的驱动信号/>第三开关管的驱动信号/>第四开关管的驱动信号/>第五开关管的驱动信号/>第六开关管的驱动信号第七开关管的驱动信号/>第八开关管的驱动信号/>
5.根据权利要求2所述的双有源桥式变换器全负载范围软开关控制方法，其特征在于，所述步骤7具体包括：
通过调节移相比进而控制双有源桥式变换器的输出功率，当移相比增大时，双有源桥式变换器的变压器原边桥臂中点电压uAB与双有源桥式变换器的变压器副边桥臂中点电压uCD之间的移相角增大，进而输出功率增大；当移相比减小时，双有源桥式变换器的变压器原边桥臂中点电压uAB与双有源桥式变换器的变压器副边桥臂中点电压uCD之间的移相角减小，进而输出功率减小。
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