CN115242098A - 双向变换器的控制方法、装置、控制器及存储介质 - Google Patents

双向变换器的控制方法、装置、控制器及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种双向变换器的控制方法、装置、控制器及存储介质。该方法应用于双向全桥DC/DC变换器，双向全桥DC/DC变换器包括原边变流模块和副边变流模块；控制方法包括：在双向全桥DC/DC变换器处于正向工作模式或者处于逆向工作模式时：控制原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作，且控制副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作；其中，原边变流模块中的左桥臂的开关管不同时导通，原边变流模块中的右桥臂的开关管不同时导通。本发明能够提高双向全桥DC/DC变换器的工作可靠性。

Description

双向变换器的控制方法、装置、控制器及存储介质
技术领域
本发明涉及变换器技术领域，尤其涉及一种双向变换器的控制方法、装置、控制器及存储介质。
背景技术
随着新能源的不断发展，双向变换器作为一种能量交换器，在其中起着重要作用。其中，双向全桥DC/DC变换器具有功耗低、效率高的优势，有广泛的应用场景。
现有技术中，应用双向全桥DC/DC变换器时，一般在变换器的能量流向发生变换时，需要停机切换发波方式，然后重启变换器工作。例如，需要变换器由正向工作模式变换为逆向工作模式时，需要先控制变换器停机，由正向PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)波切换为逆向PWM波，再由逆向PWM波控制变换器，以使变换器可以逆向工作。
然而，现有技术需要在变换器切换工作模式时，需要重启切换发波方式，控制繁琐，容易出错。
发明内容
本发明实施例提供了一种双向变换器的控制方法、装置、控制器及存储介质，以解决现有技术需要在变换器切换工作模式时，需要重启切换发波方式，控制繁琐，容易出错的问题。
第一方面，本发明提供了一种双向变换器的控制方法，应用于双向全桥DC/DC变换器，双向全桥DC/DC变换器包括原边变流模块和副边变流模块；该方法包括：
在双向全桥DC/DC变换器处于正向工作模式或者处于逆向工作模式时：
控制原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作，且控制副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作；其中，原边变流模块中的左桥臂的开关管不同时导通，原边变流模块中的右桥臂的开关管不同时导通。
在一种可能的实现方式中，原边变流模块中的左桥臂包括第一开关管和第二开关管，原边变流模块中的右桥臂包括第三开关管和第四开关管；第一开关管和第四开关管均与双向全桥DC/DC变换器的原边正极连接，第二开关管和第三开关管均与双向全桥DC/DC变换器的原边负极连接；
控制原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作，包括：
控制第一开关管和第四开关管互补工作，且控制第二开关管和第三开关管互补工作；其中，第一开关管和第二开关管不同时导通，且第三开关管和第四开关管不同时导通。
在一种可能的实现方式中，控制第一开关管和第四开关管互补工作，且控制第二开关管和第三开关管互补工作，包括：
在控制第一开关管处于断开状态，且控制第四开关管处于导通状态时，控制第二开关管处于导通状态，且控制第三开关管处于断开状态；
在控制第一开关管处于导通状态，且控制第四开关管处于断开状态时，控制第二开关管处于断开状态，且控制第三开关管处于导通状态。
在一种可能的实现方式中，副边变流模块中的上桥臂包括第五开关管和第八开关管，副边变流模块中的下桥臂包括第六开关管和第七开关管；第五开关管和第八开关管均与双向全桥DC/DC变换器的副边正极连接，第六开关管和第七开关管均与双向全桥DC/DC变换器的副边负极连接；
控制副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作，包括：
控制第五开关管和第六开关管互补工作，且控制第七开关管和第八开关管互补工作。
在一种可能的实现方式中，控制第五开关管和第六开关管互补工作，且控制第七开关管和第八开关管互补工作，包括：
在控制第五开关管处于断开状态，且控制第六开关管处于导通状态时，控制第七开关管处于断开状态，且控制第八开关管处于导通状态；
在控制第五开关管处于导通状态，且控制第六开关管处于断开状态时，控制第七开关管处于导通状态，且控制第八开关管处于断开状态。
在一种可能的实现方式中，控制原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作，包括：
基于第一移相角，生成波形互补的第一组PWM波和第二组PWM波；第一组PWM波用于控制原边变流模块中的左桥臂的开关管工作，第二组PWM波用于控制原边变流模块中的右桥臂的开关管工作；
控制副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作，包括：
基于第二移相角，生成波形互补的第三组PWM波和第四组PWM波；第三组PWM波用于控制副边变流模块中的上桥臂的开关管工作，第四组PWM波用于控制原边变流模块中的下桥臂的开关管工作；其中，第一移相角和第二移相角相等。
在一种可能的实现方式中，双向全桥DC/DC变换器还包括隔离电容、谐振电感、变压器、原边母线电容、副边母线电容、滤波电感和控制器；原边变流模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，副边变流模块包括第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管；第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管均受控于控制器；
第一开关管，源极分别与第二开关管的漏极和隔离电容的第一端连接，漏极分别与第四开关管的漏极、原边母线电容的第一端、和双向全桥DC/DC变换器的原边正极连接；隔离电容的第二端与谐振电感的第一端连接；
第二开关管，源极分别与第三开关管的源极、原边母线电容的第二端和双向全桥DC/DC变换器原边负极连接；
第三开关管，漏极分别与第四开关管的源极和变压器的原边第二端连接；
变压器，原边第一端与谐振电感的第二端连接，副边第一端分别与第五开关管的源极和第六开关管的漏极连接，副边第二端分别与第七开关管的漏极和第八开关管的源极连接；
第五开关管，漏极分别与第八开关管的漏极和滤波电感的第一端连接；滤波电感的第二端分别与副边母线电容的第一端和双向全桥DC/DC变换器的副边正极连接；
第六开关管，源极分别与第七开关管的源极、副边母线电容的第二端和双向全桥DC/DC变换器的副边负极连接。
第二方面，本发明提供了一种双向变换器的控制装置，应用于双向全桥DC/DC变换器，双向全桥DC/DC变换器包括原边变流模块和副边变流模块；该装置包括：
控制模块，用于在双向全桥DC/DC变换器处于正向工作模式或者处于逆向工作模式时：控制原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作，且控制副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作；其中，原边变流模块中的左桥臂的开关管不同时导通，原边变流模块中的右桥臂的开关管不同时导通。
第三方面，本发明提供了一种控制器，包括存储器和处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序处理器执行计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式双向变换器的控制方法的步骤。
第四方面，本发明提供了一种变换器，包括如上第三方面的控制器和双向全桥DC/DC变换器；双向全桥DC/DC变换器受控于控制器。
第五方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式双向变换器的控制方法的步骤。
本发明提供一种双向变换器的控制方法、装置、控制器及存储介质，应用于双向全桥DC/DC变换器，通过在双向全桥DC/DC变换器正向工作或者逆向工作时，控制原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作，且控制副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作。正向工作和逆向工作均通过一种发波方式控制变换器工作，不需要重启切换该变换器的发波方式，降低变换器的切换出错几率，控制简便，可以提高变换器的工作可靠性和工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的双向全桥DC/DC变换器的应用场景图；
图2是本发明实施例提供的双向全桥DC/DC变换器的电路结构示意图；
图3是本发明实施例提供的双向变换器的控制方法的实现流程图；
图4A至图4D是本发明实施例提供的一种双向变换器的控制波形图及各部分的实测波形图；
图5A至图5C是本发明实施例提供的另一种双向变换器的控制波形图及各部分的实测波形图；
图6A至图6C是本发明实施例提供的再一种双向变换器的控制波形图及各部分的实测波形图；
图7是本发明实施例提供的双向变换器的控制装置的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的控制器的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
参见1，其示出了本发明实施例提供的双向全桥DC/DC变换器的应用场景图。如图1所示，该双向全桥DC/DC变换器10一般为双向隔离变换器，可以用在光伏系统中，起到隔离和电压变换的共用。例如，在光伏能量充足(即母线BUS电压高)时，电池充电，此时，双向全桥DC/DC变换器10处于正向工作模式；在光伏能量不足(即母线BUS电压低)时，电池向母线供电，此时，双向全桥DC/DC变换器10处于逆向工作模式。可以认为该双向全桥DC/DC变换器10相当于一个隔离开关，DC/DC变换器10的工作模式由外部控制器根据实际情况进行控制。
可选的，参见图2，其示出了本发明实施例提供的双向全桥DC/DC变换器的电路结构示意图。该双向全桥DC/DC变换器可以包括原边变流模块11和副边变流模块12，该可以包括隔离电容Cb、谐振电感Lr、变压器TX1、原边母线电容C1、副边母线电容C2、滤波电感Lf和控制器。其中，控制器用于输出PWM波，以控制各个开关管的开关状态。
可选的，原边变流模块11可以包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4。副边变流模块12可以包括第五开关管Qd1、第六开关管Qd2、第七开关管Qd3和第八开关管Qd4。其中，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Qd1、第六开关管Qd2、第七开关管Qd3和第八开关管Qd4均受控于控制器。
具体的，第一开关管Q1，源极分别与第二开关管Q2的漏极和隔离电容Cb的第一端连接，漏极分别与第四开关管Q4的漏极、原边母线电容C1的第一端、和双向全桥DC/DC变换器的原边正极P+连接；隔离电容Cb的第二端与谐振电感Lr的第一端连接；
第二开关管Q2，源极分别与第三开关管Q3的源极、原边母线电容C1的第二端和双向全桥DC/DC变换器原边负极P-连接；
第三开关管Q3，漏极分别与第四开关管Q4的源极和变压器TX1的原边第二端连接；
变压器TX1，原边第一端与谐振电感Lr的第二端连接，副边第一端分别与第五开关管Qd1的源极和第六开关管Qd2的漏极连接，副边第二端分别与第七开关管Qd3的漏极和第八开关管Qd4的源极连接；
第五开关管Qd1，漏极分别与第八开关管Qd4的漏极和滤波电感Lf的第一端连接；滤波电感Lf的第二端分别与副边母线电容C2的第一端和双向全桥DC/DC变换器的副边正极S+连接；
第六开关管Qd2，源极分别与第七开关管Qd3的源极、副边母线电容C2的第二端和双向全桥DC/DC变换器的副边负极S-连接；其中，A为原边变流模块11的左桥臂中点，B为原边变流模块11的右桥臂中点，C为副边变流模块12的上桥臂中点，D为副边变流模块12的下桥臂中点。
可选的，由开关管组成的变流模块按照习惯可以划分为左桥臂和右桥臂，或者，上桥臂和下桥臂。变流模块中的开关管可以为全桥开关，即每个开关管由体内二极管或者外部并联二极管。隔离电容Cb也即隔直电容，滤波电感Lf也即滤波储能电感，谐振电感Lr也即滤波储能电感。
示例性的，第一开关管Q1和第二开关管Q2可以为原边变流模块11的左桥臂开关管，第三开关管Q3和第四开关管Q4为原边变流模块11的右桥臂开关管；或者，第一开关管Q1和第四开关管Q4可以为原边变流模块11的上桥臂，第二开关管和第三开关管可以为原边变流模块11的下桥臂。
同理，第五开关管Qd1和第六开关管Qd2可以为副边变流模块12的左桥臂开关管，第七开关管Qd3和第八开关管Qd4可以为副边变流模块12的右桥臂开关管；或者，第五开关管Qd1和第八开关管Qd4可以为副边变流模块12的上桥臂开关管，第六开关管Qd2和第七开关管Qd3可以为副边变流模块12的下桥臂开关管。
具体可以根据实际情况进行划分。为清楚描述本发明的实施例，将原边变流模块11划分为左桥臂和右桥臂，将副边变流模块12划分为上桥臂和下桥臂。
现有的双向全桥DC/DC变换器，一般在变换器的能量流向发生变换时，需要停机切换发波方式，控制繁琐，容易出错。为解决如上问题，本发明实施例提供一种双向变换器的控制方法。下面对本发明实施例的控制方法进行说明。
参见图3，其示出了本发明实施例提供的双向变换器的控制方法的实现流程图。如图3所示，一种双向变换器的控制方法，应用于双向全桥DC/DC变换器，可以包括：
S101，在双向全桥DC/DC变换器处于正向工作模式或者处于逆向工作模式时：控制原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作；
S102，在双向全桥DC/DC变换器处于正向工作模式或者处于逆向工作模式时：控制副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作；其中，原边变流模块中的左桥臂的开关管不同时导通，原边变流模块中的右桥臂的开关管不同时导通。
可选的，S101和S102可以分开实施，也可以同时实施，没有先后顺序，具体根据实际情况进行设置。在本发明实施例中，二者同时实施，即控制原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作，且控制副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作。
可选的，图3所示的控制方法可以应用于图1或者图2所示的双向全桥DC/DC变换器。互补工作是指在同一时间有且仅有一个桥臂的开关管处于导通模式，另一个桥臂的开关管处于断开模式。
可选的，变流模块中的每一桥臂均可以包含至少两个开关管，本发明实施例以每一桥臂包括两个开关管进行说明。
控制原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作是指：控制原边变流模块中的左桥臂的开关管和原边变流模块中的对应位置的右桥臂开关管互补工作；其中，原边变流模块中的左桥臂的所有开关管不同时导通，原边变流模块中的右桥臂的所有开关管不同时导通，以防止原边变流模块的原边正极和原边负极短路导通，造成安全事故。
具体的，如图2所示，控制原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作，可以包括：控制第一开关管Q1和第四开关管Q4互补工作，且控制第二开关管Q2和第三开关管Q3互补工作；第一开关管Q1和第二开关管不Q2同时导通，且第三开关管Q3和第四开关管Q4不同时导通。
示例性的，在一个工作周期内，原边变流模块的控制过程如下：
在控制第一开关管Q1处于断开状态，且控制第四开关管Q4处于导通状态时，控制第二开关管Q2处于导通状态，且控制第三开关管Q3处于断开状态；
在控制第一开关管Q1处于导通状态，且控制第四开关管Q4处于断开状态时，控制第二开关管Q2处于断开状态，且控制第三开关管Q3处于导通状态。
反之亦可，例如，在控制第二开关管Q2处于导通状态，且控制第三开关管Q3处于断开状态时，控制第一开关管Q1处于断开状态，且控制第四开关管Q4处于导通状态；在控制第二开关管Q2处于断开状态，且控制第三开关管Q3处于导通状态时，控制第一开关管Q1处于导通状态，且控制第四开关管Q4处于断开状态。
控制副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作是指：控制副边变流模块中的上桥臂的开关管和副边变流模块中的对应位置的下桥臂开关管互补工作。可见，副边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管不会同时导通，副边变流模块的副边正极和副边负极不会短路。
具体的，如图2所示，控制副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作，可以包括：控制第五开关管Qd1和第六开关管Qd2互补工作，且控制第七开关管Qd3和第八开关管Qd4互补工作。
示例性的，在一个工作在周期中，副边变流模块的控制过程如下：在控制第五开关管Qd1处于断开状态，且控制第六开关管Qd2处于导通状态时，控制第七开关管Qd3处于断开状态，且控制第八开关管Qd4处于导通状态；
在控制第五开关管Qd1处于导通状态，且控制第六开关管Qd2处于断开状态时，控制第七开关管Qd3处于导通状态，且控制第八开关管Qd4处于断开状态。反之亦可，本发明实施例在此不做赘述。
本发明实施例通过如上控制方式，控制原边变流模块的左桥臂和右桥臂互补工作，控制副边变流模块的上桥臂和下桥臂互补工作，可以实现双向全桥DC/DC变换器的不切波双向工作，降低重启次数，控制简便，可以提高变换器的工作效率以及工作可靠性。
在本发明的一些实施例中，上述S101中的“控制原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作”，可以包括：
基于第一移相角，生成波形互补的第一组PWM波和第二组PWM波；第一组PWM波用于控制原边变流模块中的左桥臂的开关管工作，第二组PWM波用于控制原边变流模块中的右桥臂的开关管工作。
可选的，采用移相控制的方式控制原边变流模块中的各个开关管。在变流模块中的每个桥臂包括两个开关管时，第一组PWM波可以包括第一PWM波和第二PWM波，第二组PWM波可以包括第三PWM波和第四PWM波。
示例性的，参见图2，第一PWM波用于控制第一开关管Q1，第二PWM波用于控制第二开关管Q2，第三PWM波用于控制第三开关管Q3，第四PWM波用于控制第四开关管Q4。其中，第一PWM波和第四PWM波基于第一移相角相互移相，波形互补；第二PWM波和第三PWM波基于第一移相角相互移相，波形互补。
可选的，可以基于第一移相角，采用50％占空比移相发波。采用相同的第一移相角可以降低控制复杂度，保证变换器工作的可靠性。并且，采用50％占空比移相发波可以使各个开关管工作在效率最优，进而可以降低双向全桥DC/DC变换器的功耗，提高工作效率。
在本发明的一些实施例中，上述S101中的“控制副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作”，可以包括：
基于第二移相角，生成波形互补的第三组PWM波和第四组PWM波；第三组PWM波用于控制副边变流模块中的上桥臂的开关管工作，第四组PWM波用于控制原边变流模块中的下桥臂的开关管工作；其中，第一移相角和第二移相角相等。
可选的，可以基于第二移相角，采用50％占空比移相发波，采用移相控制的方式控制副边变流模块中的各个开关管。其中，第一移相角和第二移相角可以相等。
在副边模块中的每个桥臂包括两个开关管时，第三组PWM波可以包括第五PWM波和第六PWM波，第四组PWM波可以包括第七PWM波和第八PWM波。
示例性的，参见图2，第五PWM波用于控制第五开关管Qd1，第六PWM波用于控制第六开关管Qd2，第七PWM波用于控制第七开关管Qd3，第八PWM波用于控制第八开关管Qd4。其中，第五PWM波和第六PWM波基于第二移相角相互移相，波形互补；第七PWM波和第八PWM波基于第二移相角相互移相，波形互补。
第一移相角可以降低原边变流模块的控制复杂度，第二移相角可以降低副边变流模块的控制复杂度。让第一移相角和第二移相角相等，可以进一步降低变换器的控制复杂度，层层叠加，尽可能的降低控制复杂度，具有较高的使用前景。第一移相角和第二移相角也可以不相等，各部分精准控制，可以提高变换器的工作可靠性。具体可以根据实际情况进行选择。
本发明实施例中的变换器，原边是全桥，副边也是全桥，针对不同输入源和输出源，原边采用50％占空比移相发波(Q1、Q2、Q3、Q4)，可以实现软开通；副边采用50％占空比移相发波(Qd1、Qd2、Qd3、Qd4)，同样可以实现软开通。可以提高本发明实施例的变换器的工作效率，并且降低开关管的器件应力，提高使用寿命。
下面分别是本发明实施例的变换器工作在不同工作模式下的波形图：
第一种：原边是输入电压源，副边是输出电阻(或电流源)负载，处于正向工作模式。参见图4A至图4C，其示出了本发明实施例提供的一种双向变换器的控制波形图及各部分的实测波形图；其中，图4A为原边变流模块中四个开关管的控制波形图、各个开关管的实际电流波形图以及各个开关管的实际电压波形图；图4B为副边变流模块中四个开关管的控制波形图、各个开关管的实际电流波形图以及各个开关管的实际电压波形图；图4C为变换器中其他位置的电压、电流波形图；图4D为一种各个开关管的实际波形图。
示例性的，图4A中，IQ1为第一开关管的电流波形图，Q1为第一开关管的控制波形图，Vds1为第一开关管的电压波形图，其他参数同理。图4B中，IQd1为第五开关管的电流波形图，Qd1为第五开关管的控制波形图，Vdsd1为第五开关管的电压波形图，其他参数同理。图4C中，ILf为滤波电感的电流波形图，ILr为谐振电感的电流波形图，VAB为A点和B点之间的电压波形图，VCD为C点和D点之间的电压波形图，VP为原边的电压波形图，VS为副边的电压波形图。图4D中，Q1和Qd3的波形一致，Q2和Qd2的波形一致，Q3和Qd1的波形一致，Q4和Qd4的波形一致，波形种类少，易于控制。
第二种：原边是输出电阻负载，副边是输入电压源，处于逆向工作模式。参见图5A至图5C，其示出了本发明实施例提供的另一种双向变换器的控制波形图及各部分的实测波形图；其中，图5A为原边变流模块中四个开关管的控制波形图、各个开关管的实际电流波形图以及各个开关管的实际电压波形图；图5B为副边变流模块中四个开关管的控制波形图、各个开关管的实际电流波形图以及各个开关管的实际电压波形图；图5C为变换器中其他位置的电压、电流波形图。
第三种：原边是输出电压源负载，副边是输入电流源，处于逆向工作模式。参见图6A至图6C，其示出了本发明实施例提供的再一种双向变换器的控制波形图及各部分的实测波形图；其中，图6A为原边变流模块中四个开关管的控制波形图、各个开关管的实际电流波形图以及各个开关管的实际电压波形图；图6B为副边变流模块中四个开关管的控制波形图、各个开关管的实际电流波形图以及各个开关管的实际电压波形图；图6C为变换器中其他位置的电压、电流波形图。
由图4A至图4D、图5A至图5C和图6A至图6C可以看出，本发明实施通过原边左右桥臂的开关管互补工作，副边上下桥臂的开关管互补工作，实现双向全桥DC/DC变换器的正向和逆向的不重启切波工作，同时保证原边和副边均实现软开通，提高变换器的工作效率和工作可靠性。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。
图7示出了本发明实施例提供的双向变换器的控制装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
如图7所示，双向变换器的控制装置20，应用于双向全桥DC/DC变换器，双向全桥DC/DC变换器包括原边变流模块和副边变流模块；可以包括：
第一控制模块201，用于在双向全桥DC/DC变换器处于正向工作模式或者处于逆向工作模式时：控制原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作；
第二控制模块202，用于在双向全桥DC/DC变换器处于正向工作模式或者处于逆向工作模式时：控制副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作；其中，原边变流模块中的左桥臂的开关管不同时导通，原边变流模块中的右桥臂的开关管不同时导通。
在本发明的一些实施例中，原边变流模块中的左桥臂包括第一开关管和第二开关管，原边变流模块中的右桥臂包括第三开关管和第四开关管；第一开关管和第四开关管均与双向全桥DC/DC变换器的原边正极连接，第二开关管和第三开关管均与双向全桥DC/DC变换器的原边负极连接；第一控制模块201可以包括：
第一控制单元，用于控制第一开关管和第四开关管互补工作，且控制第二开关管和第三开关管互补工作；其中，第一开关管和第二开关管不同时导通，且第三开关管和第四开关管不同时导通。
在本发明的一些实施例中，第一控制单元可以包括：
第一控制子单元，用于在控制第一开关管处于断开状态，且控制第四开关管处于导通状态时，控制第二开关管处于导通状态，且控制第三开关管处于断开状态；
第二控制子单元，用于在控制第一开关管处于导通状态，且控制第四开关管处于断开状态时，控制第二开关管处于断开状态，且控制第三开关管处于导通状态。
在本发明的一些实施例中，副边变流模块中的上桥臂包括第五开关管和第八开关管，副边变流模块中的下桥臂包括第六开关管和第七开关管；第五开关管和第八开关管均与双向全桥DC/DC变换器的副边正极连接，第六开关管和第七开关管均与双向全桥DC/DC变换器的副边负极连接；第二控制模块202可以包括：
第二控制单元，用于控制第五开关管和第六开关管互补工作，且控制第七开关管和第八开关管互补工作。
在本发明的一些实施例中，第二控制单元可以包括：
第三控制子单元，用于在控制第五开关管处于断开状态，且控制第六开关管处于导通状态时，控制第七开关管处于断开状态，且控制第八开关管处于导通状态；
第四控制子单元，用于在控制第五开关管处于导通状态，且控制第六开关管处于断开状态时，控制第七开关管处于导通状态，且控制第八开关管处于断开状态。
在本发明的一些实施例中，第一控制模块201可以包括：
第三控制单元，用于基于第一移相角，生成波形互补的第一组PWM波和第二组PWM波；第一组PWM波用于控制原边变流模块中的左桥臂的开关管工作，第二组PWM波用于控制原边变流模块中的右桥臂的开关管工作。
在本发明的一些实施例中，第二控制模块202可以包括：
第四控制单元，用于基于第二移相角，生成波形互补的第三组PWM波和第四组PWM波；第三组PWM波用于控制副边变流模块中的上桥臂的开关管工作，第四组PWM波用于控制原边变流模块中的下桥臂的开关管工作；其中，第一移相角和第二移相角相等。
在本发明的一些实施例中，双向全桥DC/DC变换器还包括隔离电容、谐振电感、变压器、原边母线电容、副边母线电容、滤波电感和控制器；原边变流模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，副边变流模块包括第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管；第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管均受控于控制器；
第一开关管，源极分别与第二开关管的漏极和隔离电容的第一端连接，漏极分别与第四开关管的漏极、原边母线电容的第一端、和双向全桥DC/DC变换器的原边正极连接；隔离电容的第二端与谐振电感的第一端连接；
第二开关管，源极分别与第三开关管的源极、原边母线电容的第二端和双向全桥DC/DC变换器原边负极连接；
第三开关管，漏极分别与第四开关管的源极和变压器的原边第二端连接；
变压器，原边第一端与谐振电感的第二端连接，副边第一端分别与第五开关管的源极和第六开关管的漏极连接，副边第二端分别与第七开关管的漏极和第八开关管的源极连接；
第五开关管，漏极分别与第八开关管的漏极和滤波电感的第一端连接；滤波电感的第二端分别与副边母线电容的第一端和双向全桥DC/DC变换器的副边正极连接；
第六开关管，源极分别与第七开关管的源极、副边母线电容的第二端和双向全桥DC/DC变换器的副边负极连接。
图8是本发明实施例提供的控制器的示意图。如图8所示，该实施例的控制器30包括：处理器300和存储器301，存储器301中存储有可在处理器上运行的计算机程序302。处理器300执行计算机程序302时实现上述各个双向变换器的控制方法实施例中的步骤，例如图3所示的S101至S102。或者，处理器300执行计算机程序302时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图7所示模块201至202的功能。
示例性的，计算机程序302可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器301中，并由处理器300执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序302在控制器30中的执行过程。例如，计算机程序302可以被分割成图7所示的模块201至202。
控制器30可以是DSP芯片或者单片机等控制设备。控制器30可包括，但不仅限于，处理器300、存储器301。本领域技术人员可以理解，图8仅仅是控制器30的示例，并不构成对控制器30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如控制器还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器300可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器301可以是控制器30的内部存储单元，例如控制器30的硬盘或内存。存储器301也可以是控制器30的外部存储设备，例如控制器30上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器301还可以既包括控制器30的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器301用于存储计算机程序以及控制器所需的其他程序和数据。存储器301还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明实施例还提供的一种变换器，包括如上的控制器30和双向全桥DC/DC变换器；双向全桥DC/DC变换器受控于控制器30。
可选的，双向全桥DC/DC变换器可以为图1或者图2所示。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/控制器和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/控制器实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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网络单元上。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。
集成的模块/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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个双向变换器的控制方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双向变换器的控制方法，其特征在于，应用于双向全桥DC/DC变换器，所述双向全桥DC/DC变换器包括原边变流模块和副边变流模块；所述控制方法包括：
在所述双向全桥DC/DC变换器处于正向工作模式或者处于逆向工作模式时：
控制所述原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作，且控制所述副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作；其中，所述原边变流模块中的左桥臂的开关管不同时导通，所述原边变流模块中的右桥臂的开关管不同时导通。
2.根据权利要求1所述的双向变换器的控制方法，其特征在于，所述原边变流模块中的左桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述原边变流模块中的右桥臂包括第三开关管和第四开关管；所述第一开关管和所述第四开关管均与所述双向全桥DC/DC变换器的原边正极连接，所述第二开关管和所述第三开关管均与所述双向全桥DC/DC变换器的原边负极连接；
所述控制所述原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作，包括：
控制所述第一开关管和所述第四开关管互补工作，且控制所述第二开关管和第三开关管互补工作；其中，所述第一开关管和所述第二开关管不同时导通，且所述第三开关管和所述第四开关管不同时导通。
3.根据权利要求2所述的双向变换器的控制方法，其特征在于，控制所述第一开关管和所述第四开关管互补工作，且控制所述第二开关管和第三开关管互补工作，包括：
在控制所述第一开关管处于断开状态，且控制所述第四开关管处于导通状态时，控制所述第二开关管处于导通状态，且控制所述第三开关管处于断开状态；
在控制所述第一开关管处于导通状态，且控制所述第四开关管处于断开状态时，控制所述第二开关管处于断开状态，且控制所述第三开关管处于导通状态。
4.根据权利要求1至3任一项所述的双向变换器的控制方法，其特征在于，所述副边变流模块中的上桥臂包括第五开关管和第八开关管，所述副边变流模块中的下桥臂包括第六开关管和第七开关管；所述第五开关管和所述第八开关管均与所述双向全桥DC/DC变换器的副边正极连接，所述第六开关管和所述第七开关管均与所述双向全桥DC/DC变换器的副边负极连接；
所述控制所述副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作，包括：
控制所述第五开关管和所述第六开关管互补工作，且控制所述第七开关管和所述第八开关管互补工作。
5.根据权利要求4所述的双向变换器的控制方法，其特征在于，所述控制所述第五开关管和所述第六开关管互补工作，且控制所述第七开关管和所述第八开关管互补工作，包括：
在控制所述第五开关管处于断开状态，且控制所述第六开关管处于导通状态时，控制所述第七开关管处于断开状态，且控制所述第八开关管处于导通状态；
在控制所述第五开关管处于导通状态，且控制所述第六开关管处于断开状态时，控制所述第七开关管处于导通状态，且控制所述第八开关管处于断开状态。
6.根据权利要求1至3任一项所述的双向变换器的控制方法，其特征在于，
所述控制所述原边变流模块中的左桥臂的开关管和右桥臂的开关管互补工作，包括：
基于第一移相角，生成波形互补的第一组PWM波和第二组PWM波；所述第一组PWM波用于控制所述原边变流模块中的左桥臂的开关管工作，所述第二组PWM波用于控制所述原边变流模块中的右桥臂的开关管工作；
所述控制所述副边变流模块中的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管互补工作，包括：
基于第二移相角，生成波形互补的第三组PWM波和第四组PWM波；所述第三组PWM波用于控制所述副边变流模块中的上桥臂的开关管工作，所述第四组PWM波用于控制所述原边变流模块中的下桥臂的开关管工作；其中，所述第一移相角和所述第二移相角相等。
7.根据权利要求1至3任一项所述的双向变换器的控制方法，其特征在于，所述双向全桥DC/DC变换器还包括隔离电容、谐振电感、变压器、原边母线电容、副边母线电容、滤波电感和控制器；所述原边变流模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，所述副边变流模块包括第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管；所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管、所述五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第八开关管均受控于所述控制器；
所述第一开关管，源极分别与所述第二开关管的漏极和所述隔离电容的第一端连接，漏极分别与所述第四开关管的漏极、所述原边母线电容的第一端、和所述双向全桥DC/DC变换器的原边正极连接；所述隔离电容的第二端与所述谐振电感的第一端连接；
所述第二开关管，源极分别与所述第三开关管的源极、所述原边母线电容的第二端和所述双向全桥DC/DC变换器原边负极连接；
所述第三开关管，漏极分别与所述第四开关管的源极和所述变压器的原边第二端连接；
所述变压器，原边第一端与所述谐振电感的第二端连接，副边第一端分别与所述第五开关管的源极和所述第六开关管的漏极连接，副边第二端分别与所述第七开关管的漏极和所述第八开关管的源极连接；
所述第五开关管，漏极分别与所述第八开关管的漏极和所述滤波电感的第一端连接；所述滤波电感的第二端分别与所述副边母线电容的第一端和所述双向全桥DC/DC变换器的副边正极连接；
所述第六开关管，源极分别与所述第七开关管的源极、所述副边母线电容的第二端和所述双向全桥DC/DC变换器的副边负极连接。
8.一种控制器，包括存储器和处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至7中任一项所述双向变换器的控制方法的步骤。
9.一种变换器，其特征在于，包括如权利要求8所述的控制器和双向全桥DC/DC变换器；所述双向全桥DC/DC变换器受控于所述控制器。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至7中任一项所述双向变换器的控制方法的步骤。
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