本申请涉及谐振变换电路,具体涉及一种谐振变换电路的控制方法和储能装置。
背景技术:
1、谐振变换电路由于其结构简单,易于实现软开关等优势,广泛应用于服务器电源、车载电源、储能电源等领域。在储能电源领域,常需要谐振变换电路双向运行及多机并联。由于储能电源的电压变化范围较宽,因此谐振变换电路的频率变化范围也较宽,导致较难工作在谐振频率附近,不利于效率提升。而且,在实际工作中,线路阻抗、器件的内阻等产生的压降会随着负载功率的增加而增大,从而影响增益,导致谐振变换电路需要进一步调整频率去补偿这部分增益。然而,这会使得频率变化范围更宽,更难以实现效率最优。
技术实现思路
1、鉴于此,本申请提供一种谐振变换电路的控制方法和储能装置,以解决现有技术中谐振变换电路因频率变化范围较宽导致效率低的问题。
2、本申请第一方面提供一种谐振变换电路的控制方法,谐振变换电路用于与其他谐振变换电路并联连接,谐振变换电路包括变压器、高压侧桥式电路、谐振网络和低压侧桥式电路,高压侧桥式电路通过谐振网络连接变压器的原边,低压侧桥式电路连接变压器的副边;控制方法包括:
3、根据谐振变换电路的工作参数确定下垂控制曲线,下垂控制曲线用于指示高压侧桥式电路的高压侧直流电压和高压侧电流之间的线性下垂关系;
4、根据下垂控制曲线控制谐振变换电路的运行。
5、在一种实施例中,下垂控制曲线的表达式为:
6、vhv=vlv·n-ihv·rv
7、其中,vhv是高压侧直流电压,vlv是低压侧桥式电路的低压侧直流电压,n是变压器的原副边匝数比,ihv是高压侧直流电流,rv是设定的虚拟电阻。
8、在一种实施例中,谐振变换电路的工作参数包括变压器的原副边匝数比、高压侧直流电压、高压侧电流、低压侧桥式电路的低压侧直流电压;
9、根据谐振变换电路的工作参数确定高压侧桥式电路的高压侧直流电压和高压侧电流之间的线性下垂关系,包括:
10、在每次获取到高压侧桥式电路的高压侧直流电压给定值后,根据高压侧直流电压给定值对谐振变换电路进行控制;
11、获取高压侧桥式电路的高压侧电流实际值、低压侧桥式电路的低压侧直流电压实际值和谐振变换电路的开关频率;
12、根据变压器的原副边匝数比、高压侧直流电压给定值、高压侧电流实际值、低压侧直流电压实际值和下垂控制曲线的表达式计算电阻;
13、将开关频率与谐振网络的谐振频率之差最小时对应的电阻确定为设定的虚拟电阻。
14、在一种实施例中,低压侧桥式电路还用于接入电池包;
15、根据谐振变换电路的工作参数确定高压侧桥式电路的高压侧直流电压和高压侧电流之间的线性下垂关系,还包括:
16、根据电池包的电池电压获得高压侧直流电压给定值;
17、其中,每次获取到的高压侧直流电压给定值不同,且均不大于电池包的电池电压与变压器的原副边匝数比的乘积。
18、在一种实施例中,下垂控制曲线贴合于谐振变换电路的自然下垂特性曲线,且下垂控制曲线的电压变化范围小于自然下垂特性曲线的电压变化范围,其中,自然下垂特性曲线用于指示谐振变换电路本身具有的高压侧直流电压和高压侧电流之间的下垂特性。
19、在一种实施例中,在谐振变换电路的能量从高压侧桥式电路流向低压侧桥式电路时,下垂控制曲线用于指示高压侧直流电压与高压侧电流线性之间呈线性下垂关系,其中,高压侧电流为负电流;
20、在谐振变换电路的能量从低压侧桥式电路流向高压侧桥式电路时,下垂控制曲线用于指示高压侧直流电压与高压侧电流之间呈线性下垂关系,其中,高压侧电流为正电流。
21、在一种实施例中,控制方法还包括:
22、根据下垂控制曲线控制并联的各谐振变换电路的运行。
23、本申请第二方面提供一种储能装置,此储能装置包括电池包、谐振变换电路和控制器,谐振变换电路包括变压器、高压侧桥式电路、谐振网络和低压侧桥式电路,高压侧桥式电路通过谐振网络连接变压器的原边,低压侧桥式电路的一端连接变压器的副边,低压侧桥式电路的另一端连接电池包;谐振变换电路用于与其他谐振变换电路并联连接;控制器连接谐振变换电路,控制器用于根据下垂控制曲线控制谐振变换电路的运行,其中,下垂控制曲线用于指示高压侧桥式电路的高压侧直流电压和高压侧电流之间的线性下垂关系。
24、在一种实施例中,高压侧桥式电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管,第一开关管和第二开关管串联成第一桥臂,第三开关管和第四开关管串联成第二桥臂,第一桥臂和第二桥臂并联连接;
25、低压侧桥式电路包括第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管,第五开关管和第六开关管串联成第三桥臂,第七开关管和第八开关管串联成第四桥臂,第三桥臂和第四桥臂并联连接;
26、谐振网络包括谐振电容、谐振电感和励磁电感,谐振电容和谐振电感串联后连接于第一桥臂的中点和变压器的原边的一个接线端之间,第二桥臂的中点连接至变压器的原边的另一个接线端,励磁电感并联在变压器的原边,第三桥臂的中点和第四桥臂的中点连接至变压器的副边。
27、在一种实施例中,在根据下垂控制曲线控制谐振变换电路的运行过程中,第一开关管和第二开关管交替导通,第三开关管和第四开关管交替导通,第五开关管和第六开关管交替导通,第七开关管和第八开关管交替导通,谐振变换电路的开关频率接近或等于谐振网络的谐振频率。
28、与现有技术相比,本申请至少具有以下优点:
29、1、本申请出于对谐振变换电路的自然下垂特性的考虑,提出了下垂控制曲线来对谐振变换电路进行下垂控制,可以实现谐振变换电路在不同负载下的增益变化及不同负载下的内阻压降变化(即补偿增益和内阻的自然下垂特性)的补偿,在谐振变换电路单向运行或双向运行时,可以减小谐振变换电路的开关频率变化范围,有助于提高谐振变换电路的效率。
30、2、当谐振变换电路应用在多机并联领域时,本申请控制方法利用均流需要的下垂控制曲线来补偿不同谐振变换电路之间的参数差异,因此,能够实现多机并联的均流特性。
1.一种谐振变换电路的控制方法,所述谐振变换电路用于与其他谐振变换电路并联连接,所述谐振变换电路包括变压器、高压侧桥式电路、谐振网络和低压侧桥式电路,所述高压侧桥式电路通过所述谐振网络连接所述变压器的原边,所述低压侧桥式电路连接所述变压器的副边;其特征在于,所述控制方法包括:
2.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述下垂控制曲线的表达式为:
3.如权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述谐振变换电路的工作参数包括所述变压器的原副边匝数比、所述高压侧直流电压、所述高压侧电流、所述低压侧桥式电路的低压侧直流电压;
4.如权利要求3所述的控制方法,其特征在于,所述低压侧桥式电路还用于接入电池包;
5.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述下垂控制曲线贴合于所述谐振变换电路的自然下垂特性曲线,且所述下垂控制曲线的电压变化范围小于所述自然下垂特性曲线的电压变化范围,其中,所述自然下垂特性曲线用于指示所述谐振变换电路本身具有的所述高压侧直流电压和所述高压侧电流之间的下垂特性。
6.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,在所述谐振变换电路的能量从所述高压侧桥式电路流向所述低压侧桥式电路时,所述下垂控制曲线用于指示所述高压侧直流电压与所述高压侧电流线性之间呈线性下垂关系,其中,所述高压侧电流为负电流;
7.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
8.一种储能装置,其特征在于,所述储能装置包括谐振变换电路、电池包和控制器,所述谐振变换电路包括变压器、高压侧桥式电路、谐振网络和低压侧桥式电路,所述高压侧桥式电路通过所述谐振网络连接所述变压器的原边,所述低压侧桥式电路的一端连接所述变压器的副边,所述低压侧桥式电路的另一端连接所述电池包;所述谐振变换电路用于与其他谐振变换电路并联连接;所述控制器连接所述谐振变换电路,所述控制器用于:
9.如权利要求8所述的储能装置,其特征在于,所述高压侧桥式电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管,所述第一开关管和所述第二开关管串联成第一桥臂,所述第三开关管和所述第四开关管串联成第二桥臂,所述第一桥臂和所述第二桥臂并联连接;
10.如权利要求9所述的储能装置,其特征在于,在根据所述下垂控制曲线控制所述谐振变换电路的运行过程中,所述第一开关管和所述第二开关管交替导通,所述第三开关管和所述第四开关管交替导通,所述第五开关管和所述第六开关管交替导通,所述第七开关管和所述第八开关管交替导通,所述谐振变换电路的开关频率接近或等于所述谐振网络的谐振频率。
