CN114553008A - 一种高可靠的双有源桥稳态控制方法及变换器 - Google Patents

Abstract

本发明一种高可靠的双有源桥稳态控制方法及变换器，实现高可靠离散闭环控制和DAB上电初期的软启动，控制过程操作简单，稳定性高，安全性好，适用范围广。包括：在本次闭环控制DAB原边开关管的驱动信号上升沿，更新PWM信号的设定值，更新DAB的移相时间为上一次闭环控制计算得到的DAB的移相时间；基于ADC采样采集本次闭环控制DAB的输出电压，根据输出电压和预期输出电压计算获得本次闭环控制的误差信号；基于增量式离散PI算法，根据误差信号计算本次闭环控制DAB的移相时间；实时检测DAB的输入电压，若输入电压不小于阈值，则开启下一次闭环控制，重复上述步骤直至输入电压小于预设输入电压参考值，稳态控制完成。

Description

一种高可靠的双有源桥稳态控制方法及变换器

技术领域

本发明涉及变压器、整流器和电感器制造技术领域，具体为一种高可靠的双有源桥稳态控制方法及变换器。

背景技术

电力电子变压器较之于传统变压器具有工作效率高，体积重量轻，输入输出可控等优点，其革命性的技术突破以及由此带来的优势已经引起各领域科研工作者极大的关注。电力电子变压器可对其原、副边电力电子变换器的拓扑结构进行灵活设计进而实现多样性控制，实现对原、副边电压幅值和相位的差异化控制，灵活调节原、副方电压、电流和功率，从而满足各领域不同的应用需求。目前阶段，电力电子变压器涉及的应用领域主要包括：铁路牵引供电系统、配电网、能源互联网等。1991年，R.M.Dedoncker与D.M.Divan在基于软开关技术在直流变换器中的研究成果基础上，提出了以移相控制理论为基础的单相拓扑结构的隔离型双有源桥DC-DC变换器(Dual Active Bridge，DAB)。该变换器实现了输入输出之间的隔离，且可以传递较大功率，装置功率密度高，整体效率高。

控制方法是DAB的重要研究方向之一。单移相(Simple Phase Shift，SPS)控制是DAB中使用最广泛的控制方式。在SPS控制中，只需要控制移相比，便可以简单地控制功率方向和大小。SPS控制由于其惯性小，动态特性好，易于实现软开关控制等优点而受到越来越多的关注。为了使DAB装置输出满足给定要求，需要对移相时间进行准确控制。

实现对DAB移相时间的控制在硬件上常使用数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)作为控制器，其相较于模拟信号处理系统其具有可拓展性强、精度高、稳定性好、编程简单同时集成方便等优势；而在控制方法上常使用两种方法，即开环控制与闭环控制。其中开环控制无检测反馈环节，其控制策略简单，但其没有自动修正或补偿的能力，同时系统稳定性差、动态响应能力弱，同时控制精度较低，因此在工业控制中常采用闭环控制，以达到动态响应快、控制精度高、抗扰能力强的特点。但由于DSP的内部计算具有离散化的特征，直接采用传统模拟信号处理系统的连续采样并进行连续PI计算在控制系统中无法实现。而这将导致DAB无法长时间稳定工作。因此研究一种针对于DAB的离散闭环控制方式对DAB的高可靠性运行具有十分重要的意义。

此外，对于使用闭环控制且工作在高功率应用环境下的DAB而言，如果在初始电压为0V时直接启动闭环控制，则由于输出电压检测值与参考值之间差距过大，会使得启动时原边电源电流过大甚至超过电源电流限制，严重时电路中导线与开关管会因过流而损坏。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种高可靠的双有源桥稳态控制方法及变换器，能够实现对DAB的高可靠离散闭环控制，保证DAB稳态工作的持续稳定运行，同时实现DAB电初期的软启动，控制过程操作简单，稳定性高，安全性好，适用范围广。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高可靠的双有源桥稳态控制方法，包括如下步骤：

S1启动闭环控制，在本次闭环控制DAB变换器原边开关管的驱动信号上升沿，通过更新PWM信号的设定值，将DAB变换器的移相时间更新为上一次闭环控制计算得到的DAB变换器的移相时间；

S2基于ADC采样采集本次闭环控制DAB变换器的输出电压，根据采集的输出电压和预期输出电压计算获得本次闭环控制的误差信号；

S3基于增量式离散PI算法，根据获得的误差信号计算本次闭环控制DAB变换器的移相时间；

S4实时检测DAB变换器的输入电压，并根据输入电压判断DAB是否停止运行：

若输入电压小于阈值，则控制器停止输出PWM信号，DAB变换器停止运行；

若输入电压不小于阈值，则开启下一次闭环控制，重复S1-S4直至输入电压小于预设输入电压参考值，稳态控制完成。

优选地，在S1启动闭环控制之前，还包括对闭环控制进行软启动，软启动包括如下步骤：

实时检测输出电压，并根据输出电压判断是否对DAB变换器的输出电压启动闭环控制：

若输出电压不大于95％的输出电压参考值，对DAB变换器的输出电压采用开环控制并不断检测输出电压大小；

若输出电压大于95％的输出电压参考值，软启动完成，启动输出电压的闭环控制进入S1。

优选地，判断是否对DAB变换器的输出电压启动闭环控制前，还包括：

实时检测DAB变换器的输入电压并根据输入电压判断是否对DAB变换器的输出电压启动开环控制：

若输入电压不大于5％的输入电压参考值，不启动开环控制并继续检测输入电压；

若输入电压大于5％的输入电压参考值，对DAB变换器的输出电压启动开环控制并输出PWM信号，并判断是否对DAB变换器的输出电压启动闭环控制。

优选地，在对DAB变换器的输出电压采用开环控制时，其输出电压的表达式为：

其中，n为DAB变压器的原副边匝数比，V_in为DAB变换器的输入电压，R_out为负载电阻，f_s为DAB变换器的工作频率，L为DAB变换器的电感值，D为DAB变换器的移相比。

优选地，在对DAB变换器的输出电压采用开环控制时，还包括根据输出电压计算开环控制DAB变换器的移相时间，移相时间的表达式为：

其中，t_d为开环控制DAB变换器的移相时间，T_hs表示DAB变换器工作周期的一半。

优选地，在S3中，本次闭环控制DAB变换器的移相时间的表达式为：

t_d(k)＝t_d(k-1)+Δt_d(k)＝t_d(k-1)+K_P·Δe(k)+K_I·T_sample·e(k)；

其中，t_d(k)为第k次增量式离散PI计算得到的移相时间，t_d(k)为第k-1次增量式离散PI计算得到的移相时间，Δt_d(k)为第k次计算得到的移相时间的增量，K_P为PI调节中的比例系数，K_I为PI调节中的积分系数，T_sample为ADC采样周期，e(k)为第k次计算得到的误差信号，Δe(k)为第k次计算得到的误差信号的增量。

优选地，所述第k次计算得到的误差信号e(k)的表达式为：

e(k)＝V_outref-V_out(k)；

其中，V_outref为通过控制预期达到的输出电压参考值，V_out(k)为第k次采样得到的输出电压值。

优选地，所述ADC采样周期与PWM信号的更新周期相同。

优选地，在S4中，采用5％的输入电压参考值作为阈值进行判断。

一种高可靠的双有源桥变换器，包括依次连接的DAB变换器、电压检测电路、DSP控制器和驱动模块，其中，所述DSP控制器内部包括ADC模块、PI模块和PWM模块；

所述DAB变换器的电压输出端与电压检测电路的输入端连接，所述电压检测电路的输出端与DSP控制器中ADC模块的信号输入端连接，电压检测电路用于将DAB变换器的输出电压转化为DSP控制器中ADC模块可接收的电压信号；所述ADC模块用于将接收的电压信号转化为数字信号并存储；所述PI模块用于将存储的数字信号通过增量式离散PI算法处理获得DAB变换器的移相时间；所述PWM模块用于更新DAB变换器原副边各开关管的PWM信号；所述PWM模块的信号输出端与驱动模块的输入端连接，所述驱动模块的输出端与DAB变换器的控制端连接，驱动模块用于根据更新的PWM信号控制DAB变换器的移相时间，实现对DAB变换器输出电压的控制。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供一种高可靠的双有源桥稳态控制方法，通过使用增量式离散PI控制算法，并基于PWM信号设计合理的离散化ADC采样方式以及PWM控制信号更新方式，保证了DAB长期工作的稳定性，实现了对输出电压的准确控制，满足DAB装置输出的给定要求。本发明所述的稳态控制方法过程简单，稳定性较高，能够实现连续采样并进行连续PI计算同时保留闭环控制方法的达到动态响应快、控制精度高、抗扰能力强的优势，可拓展性强、精度高、稳定性好、编程简单且集成方便。

进一步地，本发明在闭环控制方法的基础上，为了保证DAB启动过程的稳定性，本方法通过实时检测输入电压与输出电压并判断其与设定值的关系，在启动初期使用开环控制使输出电压平稳上升的同时不引入较大的启动电流，在启动结束后再引入闭环控制对输出电压进行进一步的精确控制，通过开环控制与闭环控制之间的转换配合，实现DAB上电初期的软启动，减小了启动过程中的电流过冲，进而保护DAB的正常稳定工作，本发明所述的双有源桥稳态控制方法及DAB装置可应用于大功率双有源桥的控制设计领域中，适用范围广泛。

附图说明

图1为本发明双有源桥稳态控制方法流程图；

图2为本发明DAB典型电路图；

图3为本发明DAB实现闭环控制的硬件原理图；

图4为本发明ADC采样与PWM更新时序图；

图5为本发明实施例中DAB启动过程波形；

图6为本发明实施例中DAB稳态运行波形；

图7为本发明实施例中DAB稳态控制与启动方案流程图。

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。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明一种高可靠的双有源桥稳态控制方法，包括以下步骤：

S1在DAB变换器原边S1开关管驱动信号上升沿，DSP控制器更新PWM模块的设定值，使得此时DAB变换器的移相时间t_d更新为t_d(k-1)；

S2在DAB变换器原边S1开关管驱动信号上升沿，DSP控制器采集第k次输出电压V_out的大小，并计算e(k)；

S3将e(k)代入增量式离散PI算法中计算移相时间t_d(k)并保存；

S4控制器DSP控制器实时检测输入电压V_in的大小，并根据其值对DAB变换器是否需要停止运行作出判断：若输入电压V_in小于5％的输入电压参考值V_inref，此时DSP控制器停止输出PWM，DAB变换器停止工作，若输入电压V_in不小于5％的输入电压参考值V_inref，此时令k＝k+1，并返回S1进行下一次的控制信号更新与信号采样检测。

如图1所示，本发明提供一种高可靠的双有源桥稳态控制方法，通过使用增量式离散PI控制算法，并基于PWM信号设计合理的离散化ADC采样方式以及PWM控制信号更新方式，保证了DAB长期工作的稳定性，实现了对输出电压的准确控制，满足DAB装置输出的给定要求。本发明所述的稳态控制方法过程简单，稳定性较高，能够实现连续采样并进行连续PI计算同时保留闭环控制方法的达到动态响应快、控制精度高、抗扰能力强的优势，可拓展性强、精度高、稳定性好、编程简单且集成方便。

其中，所述DAB变换器原边S1开关管通常指DAB变换器原边DC-AC环节中的H桥的左上方开关管。

其中，所述t_d(k)表示第k次增量式离散PI计算得到的移相时间。

其中，所述增量式离散PI可以表示为：

t_d(k)＝t_d(k-1)+Δt_d(k)＝t_d(k-1)+K_P·Δe(k)+K_I·T_sample·e(k) (1)

Δe(k)＝e(k)-e(k-1) (2)

e(k)＝V_outref-V_out(k) (3)

其中，Δt_d(k)表示第k次计算得到的移相时间td的增量，K_P表示PI调节中的比例系数，K_I表示PI调节中的积分系数，T_sample表示ADC采样周期，e(k)表示第k次计算得到的误差信号，Δe(k)表示第k次计算得到的误差信号e的增量，V_outref表示希望通过控制达到的输出电压参考值，V_out(k)表示第k次采样得到的输出电压值。

进一步地，所述5％的输入电压参考值V_inref表示DAB变换器电源供电的状态，V_in<5％V_inref表示输入电源几乎无能量供给，此时说明外界希望停止DAB变换器装置的运行，其中V_inref表示DAB变换器在正常运行过程中其输入电压理应达到的值。

进一步地，所述V_in≥5％V_inref表示输入电源仍在为DAB变换器装置供电，DAB变换器装置应继续运行。

本发明还提供一种高可靠性双有源桥软启动方案，包括以下步骤：

S1控制器DSP控制器实时检测输入电压V_in，并根据其值对DAB变换器是否对输出电压进行开环控制作出判断：若输入电压V_in不大于5％的输入电压参考值V_inref，继续不断检测输入电压大小，若输入电压V_in大于5％的输入电压参考值V_inref，此时进入S2并对输出电压V_out进行开环控制；

S2对DAB变换器输出电压V_in进行开环控制；

S3控制器DSP控制器实时检测输出电压V_out，并根据其值对DAB变换器是否对输出电压进行闭环控制作出判断：若输出电压V_out不大于95％的输出电压参考值V_inref，仍旧采用开环控制并不断检测输出电压大小，若输出电压V_out大于95％的输出电压参考值V_outref，此时开始进入输出电压闭环控制，标志软启动过程的结束。

本发明在闭环控制方法的基础上，为了保证DAB启动过程的稳定性，本方法通过实时检测输入电压与输出电压并判断其与设定值的关系，在启动初期使用开环控制使输出电压平稳上升的同时不引入较大的启动电流，在启动结束后再引入闭环控制对输出电压进行进一步的精确控制，通过开环控制与闭环控制之间的转换配合，实现DAB上电初期的软启动，减小了启动过程中的电流过冲，进而保护DAB的正常稳定工作，本发明所述的双有源桥稳态控制方法及DAB装置可应用于大功率双有源桥的控制设计领域中，适用范围广泛。

进一步地，所述V_in<5％V_inref表示输入电源几乎无能量供给，此时说明外界未产生使DAB变换器装置工作的意愿或输入电源处于启动伊始阶段。

进一步地，所述V_in≥5％V_inref表示输入电源开始对DAB变换器进行能量供给，外界希望DAB变换器开始工作并且输入电源开始向DAB变换器输送功率。

进一步地，所述开环控制需要根据输出电压要求计算移相时间t_d：

其中，n表示变压器原副边匝数比，R_out表示负载电阻，f_s表示DAB变换器工作频率，L表示DAB变换器电感值，D表示DAB变换器移相比，T_hs表示DAB变换器工作周期的一半。根据DAB变换器输出电压的参考值，计算得到与之相对应的移相时间t_d，并设定原副边PWM信号之间的固定延迟为该值。

进一步地，所述V_out≤95％V_outref表示软启动过程仍未结束，需要继续通过开环控制进一步提高输出电压的值。

进一步地，所述V_out>95％V_outref表示说明DAB变换器输出电压已经上升到一个较大的值，此时进行闭环控制不会造成误差信号过大进而导致输入电流过冲。

实施例

下面结合实施例就本发明所述的控制方法的具体实施步骤作进一步详细说明。

(一)设计离散化双有源桥稳态控制方案：DAB典型电路图如图2所示。对于双有源桥来说，其输出电压与前后两个H桥(变压器原边的DC/AC环节以及变压器副边的AC/DC环节)之间的移项时间t_d之间有如下关系：

当电路输入电压V_in、负载电阻R_out、工作频率f_s、工作周期T_s、变压器变比n以及储能电感值L不变时，输出电压V_out的大小与相移时间t_d有关，因此可以通过改变移相时间t_d对输出电压进行控制。该控制常采用闭环控制，以达到动态响应快、控制精度高、抗扰能力强的特点。闭环控制常采用三种控制方法：比例调节(P调节)、比例积分调节(PI调节)、比例积分微分调节(PID)，其中PI调节可以根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，其动态响应速度快，同时可以减小甚至消除控制过程中的稳态误差，因此本发明采用闭环PI调节，控制输出电压满足参考值要求。传统连续PI控制可以表示为：

然而由于双有源桥的控制常使用DSP来实现，因此需要对连续型PI控制进行离散化，离散化的方式常使用两种，位置型离散PI或增量式离散PI，其中增量式离散PI控制由于没有累积误差，同时占用内存较小，因此本发明中选择增量式离散PI对输出电压进行控制：

t_d(k)＝t_d(k-1)+Δt_d(k)＝t_d(k-1)+K_P·Δe(k)+K_I·T_sample·e(k)

Δe(k)＝e(k)-e(k-1)

e(k)＝V_outref-V_out(k)

DAB实现闭环控制的硬件原理图如图3所示。其中，闭环控制需要首先通过电压检测电路，将当前输出电压转化为DSP中ADC模块可以接受的电压信号。第二，得到的电压信号通过DSP自带的ADC模块转化为数字信号存入DSP中。该数字信号在DSP中通过数学转换关系还原为当前输出电压值；第三，将该电压值与要求输出电压进行比较，误差信号通过增量式离散PI算法计算得到移相时间t_d；最后，DSP更新各开关管的PWM信号移相时间，进而达到对输出电压控制的目标。

而由于DSP的工作是离散化的，ADC采样和PWM信号更新不是连续实时更新的。因此本发明设计采在S1驱动信号的不同时间点完成ADC采样值的提取与PWM信号的更新，更新方式如图4所示。

其中，将ADC采样周期T_sample设置为与PWM信号周期T_s相等。

具体过程为：

第一，在DAB原边S1开关管驱动信号上升沿，DSP更新PWM模块设定值，使得此时DAB的移相时间t_d更新为t_d(k-1)。

第二，在DAB原边S1开关管驱动信号上升沿，DSP采集第k次输出电压V_out的大小，并计算e(k)。

第三，将e(k)代入增量式离散PI算法中计算移相时间t_d(k)并保存。

第四，控制器DSP实时检测输入电压V_in的大小，并根据其值对DAB是否需要停止运行作出判断：若输入电压V_in小于5％的输入电压参考值V_inref，说明外界希望停止DAB装置的运行，此时DSP停止输出PWM，DAB停止工作；若输入电压V_in不小于5％的输入电压参考值V_inref，说明外界希望DAB继续保持工作，此时令k＝k+1，并返回第一步进行下一次的控制信号更新与信号采样检测。

(二)设计高可靠性双有源桥软启动方案：对于工作在高功率应用环境下的DAB而言，如果在初始电压为0V时直接启动闭环控制，则由于输出电压检测值与参考值之间差距过大，使得启动时原边电源电流过大甚至超过电源电流限制，严重时电路中导线与开关管会因过流而损坏。因此需要在DAB上电初启动时采用软启动控制方法。

本发明设计的高可靠性双有源桥软启动方案具体步骤为：

第一，控制器DSP实时检测输入电压V_in，并根据其值对DAB是否对输出电压进行开环控制作出判断：若输入电压V_in不大于5％的输入电压参考值V_inref，则说明外界未产生使DAB装置工作的意愿或输入电源处于启动伊始阶段，则DSP继续不断检测输入电压大小；若输入电压V_in大于5％的输入电压参考值V_inref，则说明并且输入电源开始向DAB输送功率，此时进入下一步并对输出电压V_out进行开环控制。

第二，对DAB输出电压V_in进行开环控制，开环控制应将DAB变压器原副边两个H桥的PWM信号之间的移相时间t_d设置为固定值。

第三，控制器DSP实时检测输出电压V_out，并根据其值对DAB是否对输出电压进行闭环控制作出判断：若输出电压V_out不大于95％的输出电压参考值V_inref，则说明软启动过程仍未结束，若此时进入闭环控制则仍会造成DAB变压器原边电流突增，因此需要继续通过开环控制进一步提高输出电压的值，并不断检测输出电压大小；若输出电压V_out大于95％的输出电压参考值V_outref，则说明DAB输出电压已经上升到一个较大的值，此时进行闭环控制不会造成误差信号过大进而造成输入电流过冲。因此将DSP控制由开环控制转变为对输出电压的闭环控制，进一步调节使得输出电压精确控制在给定参考值上，此时软启动过程结束。

利用输入输出电压均为1000V、工作频率为50kHz、额定功率为10kW的DAB装置对双有源桥稳态控制与启动方案的有效性与可靠性进行验证。图5给出了实验测得的采用本发明方案的DAB启动过程波形。双有源桥输出电压从0上升至1000V大约需要96ms。由于采用本发明所设计的软启动方式，电感电流在启动过程中并没有出现过大的情况，在稳态电流大小约为10A的情况下启动最大电流仅为16A，说明系统可以正常启动。图6给出了实验测得的采用本发明方案的DAB稳态运行30分钟后的输出电压与电感电流波形，在DAB的长时间稳态运行过程中，输出电压V_out始终稳定在所希望控制达到的1000V，说明了系统稳态控制方案的可靠性。

本实施例中的高可靠性的双有源桥稳态控制与启动方案流程如图7所示。本发明通过使用增量式离散PI控制，并基于PWM信号设计合理的离散化ADC采样方式以及PWM控制信号更新方式，提出一种离散化双有源桥稳态控制方案，保证了DAB长期工作的稳定性，实现了对输出电压的准确控制。基于DAB在启动过程中采用闭环控制会产生较大的电流过冲的问题，本发明提出一种高可靠性双有源桥软启动方案，该方案通过实时检测输入电压与输出电压并判断其与设定值的关系，在启动初期使用开环控制使输出电压平稳上升的同时不引入较大的启动电流，在启动结束后再引入闭环控制对输出电压进行进一步的精确控制，实现了DAB上电初期的软启动。该双有源桥稳态控制与启动方案过程简单，稳定性较高，可以保证DAB在整个启动到稳态运行过程的可靠性与安全性。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高可靠的双有源桥稳态控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1启动闭环控制，在本次闭环控制DAB变换器原边开关管的驱动信号上升沿，通过更新PWM信号的设定值，将DAB变换器的移相时间更新为上一次闭环控制计算得到的DAB变换器的移相时间；

S2基于ADC采样采集本次闭环控制DAB变换器的输出电压，根据采集的输出电压和预期输出电压计算获得本次闭环控制的误差信号；

S3基于增量式离散PI算法，根据获得的误差信号计算本次闭环控制DAB变换器的移相时间；

S4实时检测DAB变换器的输入电压，并根据输入电压判断DAB是否停止运行：

若输入电压小于阈值，则控制器停止输出PWM信号，DAB变换器停止运行；

若输入电压不小于阈值，则开启下一次闭环控制，重复S1-S4直至输入电压小于预设输入电压参考值，稳态控制完成。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠的双有源桥稳态控制方法，其特征在于，在S1启动闭环控制之前，还包括对闭环控制进行软启动，软启动包括如下步骤：

实时检测输出电压，并根据输出电压判断是否对DAB变换器的输出电压启动闭环控制：

若输出电压不大于95％的输出电压参考值，对DAB变换器的输出电压采用开环控制并不断检测输出电压大小；

若输出电压大于95％的输出电压参考值，软启动完成，启动输出电压的闭环控制进入S1。

3.根据权利要求2所述的一种高可靠的双有源桥稳态控制方法，其特征在于，判断是否对DAB变换器的输出电压启动闭环控制前，还包括：

实时检测DAB变换器的输入电压并根据输入电压判断是否对DAB变换器的输出电压启动开环控制：

若输入电压不大于5％的输入电压参考值，不启动开环控制并继续检测输入电压；

若输入电压大于5％的输入电压参考值，对DAB变换器的输出电压启动开环控制并输出PWM信号，并判断是否对DAB变换器的输出电压启动闭环控制。

4.根据权利要求2所述的一种高可靠的双有源桥稳态控制方法，其特征在于，在对DAB变换器的输出电压采用开环控制时，其输出电压的表达式为：

其中，n为DAB变压器的原副边匝数比，V_in为DAB变换器的输入电压，R_out为负载电阻，f_s为DAB变换器的工作频率，L为DAB变换器的电感值，D为DAB变换器的移相比。

5.根据权利要求4所述的一种高可靠的双有源桥稳态控制方法，其特征在于，在对DAB变换器的输出电压采用开环控制时，还包括根据输出电压计算开环控制DAB变换器的移相时间，移相时间的表达式为：

其中，t_d为开环控制DAB变换器的移相时间，T_hs表示DAB变换器工作周期的一半。

6.根据权利要求1所述的一种高可靠的双有源桥稳态控制方法，其特征在于，在S3中，本次闭环控制DAB变换器的移相时间的表达式为：

t_d(k)＝t_d(k-1)+Δt_d(k)＝t_d(k-1)+K_P·Δe(k)+K_I·T_sample·e(k)；

其中，t_d(k)为第k次增量式离散PI计算得到的移相时间，t_d(k)为第k-1次增量式离散PI计算得到的移相时间，Δt_d(k)为第k次计算得到的移相时间的增量，K_P为PI调节中的比例系数，K_I为PI调节中的积分系数，T_sample为ADC采样周期，e(k)为第k次计算得到的误差信号，Δe(k)为第k次计算得到的误差信号的增量。

7.根据权利要求6所述的一种高可靠的双有源桥稳态控制方法，其特征在于，所述第k次计算得到的误差信号e(k)的表达式为：

e(k)＝V_outref-V_out(k)；

其中，V_outref为通过控制预期达到的输出电压参考值，V_out(k)为第k次采样得到的输出电压值。

8.根据权利要求6所述的一种高可靠的双有源桥稳态控制方法，其特征在于，所述ADC采样周期与PWM信号的更新周期相同。

9.根据权利要求1所述的一种高可靠的双有源桥稳态控制方法，其特征在于，在S4中，采用5％的输入电压参考值作为阈值进行判断。

10.一种高可靠的双有源桥变换器，其特征在于，用于实现权利要求1-9任一项的控制方法，包括依次连接的DAB变换器、电压检测电路、DSP控制器和驱动模块，其中，所述DSP控制器内部包括ADC模块、PI模块和PWM模块；

所述DAB变换器的电压输出端与电压检测电路的输入端连接，所述电压检测电路的输出端与DSP控制器中ADC模块的信号输入端连接，电压检测电路用于将DAB变换器的输出电压转化为DSP控制器中ADC模块可接收的电压信号；所述ADC模块用于将接收的电压信号转化为数字信号并存储；所述PI模块用于将存储的数字信号通过增量式离散PI算法处理获得DAB变换器的移相时间；所述PWM模块用于更新DAB变换器原副边各开关管的PWM信号；所述PWM模块的信号输出端与驱动模块的输入端连接，所述驱动模块的输出端与DAB变换器的控制端连接，驱动模块用于根据更新的PWM信号控制DAB变换器的移相时间，实现对DAB变换器输出电压的控制。

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