本發(fā)明屬于全橋直流變換器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于三重移相的全橋直流變換器的瞬時電流控制方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的雙有源全橋直流變換器由一個高頻變壓器和兩個全橋電路構(gòu)成，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。它是一種隔離型雙向直流變換器。它具有高功率密度、較低的開關(guān)應(yīng)力和易于實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)等優(yōu)點(diǎn)。它適用于中、大功率場合，適合應(yīng)用于混合動力汽車、電力電子變壓器以及智能電網(wǎng)能量存儲系統(tǒng)等。

對于雙有源全橋直流變換器，在處于穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，改變其控制變量，會造成高頻變壓器中的電流出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，引起變換器兩側(cè)的直流電流產(chǎn)生振蕩，并以τ＝L_s/R_s為時間常數(shù)逐漸衰減。其中，L_s為變壓器等效電感值，R_s為變壓器等效電阻值。在實(shí)際的變換器設(shè)計過程中，為了實(shí)現(xiàn)兩個直流側(cè)較寬的電壓變化范圍，變壓器等效電感值L_s需要被設(shè)計得較大，同時變壓器等效電阻值R_s則需要被設(shè)計得較小以減小線路損耗。因此，時間常數(shù)往往會變得比較大，進(jìn)而使得變換器兩側(cè)直流電流的振蕩衰減時間較長。

現(xiàn)有的改善上述現(xiàn)象的控制方法，都是針對傳統(tǒng)的移相調(diào)制策略所提出的。這種調(diào)制策略只有一個控制量，即兩個全橋中相應(yīng)開關(guān)器件的驅(qū)動信號之間的移相角通過改變移相角的大小和正負(fù)，就可以控制傳輸功率的大小和方向。此時，兩個全橋電路的內(nèi)移相比固定且均為等于0.5。相應(yīng)的控制方法是在移相角變化的時候引入一個過渡區(qū)間，通過對該區(qū)間內(nèi)移相角大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使得電感電流在過渡區(qū)間內(nèi)迅速達(dá)到新的平衡，然而，對于引入兩個全橋電路的內(nèi)移相比作為另外兩個控制變量的三重移相調(diào)制策略來說，當(dāng)改變兩個內(nèi)移相比指令時，電感電流同樣會出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象，從而引起變換器兩側(cè)的直流電流產(chǎn)生振蕩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種基于三重移相的全橋直流變換器的瞬時電流控制方法，該控制方法能夠使變壓器在的電感電流快速達(dá)到平衡，全橋直流變換器兩側(cè)的直流電流振蕩較小。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述的基于三重移相的全橋直流變換器的瞬時電流控制方法，全橋直流變換器為雙有源全橋直流變換器，其中，全橋直流變換器由變壓器、V₁側(cè)全橋電路及V₂側(cè)全橋電路構(gòu)成，全橋直流變換器工作在三重移相的調(diào)制策略下的三個控制變量分別為V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f、V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₁及V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₂；在全橋直流變換器處于穩(wěn)態(tài)時，當(dāng)V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f、V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₁及V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₂中的一個或多個改變時，則調(diào)節(jié)V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₁的大小、V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₂的大小、以及V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f的載入時間，使變壓器的電感電流在一個開關(guān)周期之內(nèi)達(dá)到平衡，完成基于三重移相的全橋直流變換器的瞬時電流控制。

當(dāng)改變后V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f,2大于等于改變前V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f,1時，則有：

對于V₁側(cè)全橋電路，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令為D_1,1，以V₁側(cè)全橋電路中a相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從0變?yōu)?的時刻為0時刻，在0時刻時，V₁側(cè)全橋電路進(jìn)入過渡區(qū)間，V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_1,1改變?yōu)閂₁側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_1,Δ，即V₁側(cè)全橋電路a相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從0時刻至T_s/2時刻保持為1的狀態(tài)，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從0時刻至D_1,Δ·T_s時刻保持為0，V₁側(cè)全橋電路中b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從D_1,Δ·T_s時刻至T_s/2保持為1的狀態(tài)；在T_s/2時刻，V₁側(cè)全橋電路結(jié)束過渡區(qū)間，V₁側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_1,Δ改變?yōu)閂₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_1,2，V₁側(cè)全橋電路中a相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從T_s/2時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_1,2)·T_s時刻繼續(xù)保持為1，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從(1/2+D_1,2)·T_s時刻至T_s保持為0的狀態(tài)。

對于V₂側(cè)全橋電路，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令為D_2,1，以V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從0變?yōu)?的時刻為0時刻，在0時刻，V₂側(cè)全橋電路進(jìn)入過渡區(qū)間，V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_2,1改變?yōu)閂₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比D_2,Δ，即V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從0時刻至T_s/2時刻保持為1的狀態(tài)，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從0時刻至(D_2,Δ)·T_s時刻保持為0，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從(D_2,Δ)·T_s時刻至T_s/2保持為1的狀態(tài)；在T_s/2時刻，V₂側(cè)全橋電路結(jié)束過渡區(qū)間，V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令由D_f，1改變?yōu)镈_f,2，V₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_2,Δ改為V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_2,2，即V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_f,2-D_f,1)·T_s時刻保持為1的狀態(tài)，V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從(1/2+D_f,2-D_f,1)·T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_f,2-D_f,1+D_2,2)T_s時刻保持為1的狀態(tài)，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從(1/2+D_f,2-D_f,1+D_2,2)T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)。

當(dāng)改變后V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f,2小于改變前V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f,1時，則有：

對于V₁側(cè)全橋電路，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令為D_1,1，以V₁側(cè)全橋電路a相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從0變?yōu)?的時刻為0時刻，在0時刻，V₁側(cè)全橋電路進(jìn)入過渡區(qū)間，V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_1,1改為V₁側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_1,Δ，即V₁側(cè)全橋電路a相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從0時刻至T_s/2時刻保持為1的狀態(tài)，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從0時刻至D_1,Δ·T_s時刻保持為0，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從D_1,Δ·T_s時刻至T_s/2保持為1的狀態(tài)；在T_s/2時刻，V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f，1改為D_f,2，V₁側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_1,Δ改為V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_1,2，即V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_f,1-D_f,2)·T_s時刻保持為1的狀態(tài)，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從(1/2+D_f,1-D_f,2)·T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_f,1-D_f,2+D_1,2)·T_s時刻繼續(xù)保持為1的狀態(tài)，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從(1/2+D_f,1-D_f,2+D_1,2)·T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)；

對于V₂側(cè)全橋電路，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令為D_2,1，以V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從0變?yōu)?的時刻為0時刻，在0時刻，V₂側(cè)全橋電路進(jìn)入過渡區(qū)間，V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_2,1改為V₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_2,Δ，即V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從0時刻至T_s/2時刻保持為1的狀態(tài)，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從0時刻至D_2,Δ·T_s時刻保持為0，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從D_2,Δ·T_s時刻至T_s/2保持為1的狀態(tài)；在T_s/2時刻，V₂側(cè)全橋電路結(jié)束過渡區(qū)間，V₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_2,Δ改變?yōu)閂₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_2,2，即V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從1/2·T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_2,2)T_s時刻繼續(xù)保持為1，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從(1/2+D_2,2)T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)。

V₁側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_1,Δ及V₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_2,Δ分別為：

其中，D_f,Δ＝D_f,2-D_f,1，f_s＝1/T_s，f_s為開關(guān)頻率，τ＝L_s/R_s，τ為時間常數(shù)，L_s為變壓器的等效電感值，R_s為變壓器的等效電阻值。

V₁側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_1,Δ及V₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_2,Δ分別為：

其中，D_f,Δ＝D_f,2-D_f,1，f_s＝1/T_s，f_s為開關(guān)頻率，τ＝L_s/R_s，τ為時間常數(shù)，L_s為變壓器的等效電感值；R_s為變壓器的等效電阻值。

D_f,1＜0.5，D_f,2＜0.5，使得k≈1，λ(|D_f,2|)≈1，則有

D_f,1＜0.5，D_f,2＜0.5，使得k≈1，λ(|D_f,Δ|)≈1，則有：

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所述的基于三重移相的全橋直流變換器的瞬時電流控制方法在具體操作時，通過調(diào)節(jié)V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₁的大小及V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₂的大小，同時控制V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f的載入時間，使變壓器的電感電流在一個開關(guān)周期之內(nèi)達(dá)到平衡，從而使變壓器在的電感電流快速達(dá)到平衡，并減少全橋直流變換器兩側(cè)的直流電流振蕩。

附圖說明

圖1為雙有源全橋直流變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

圖2為傳統(tǒng)控制方式下變換器四個相臂的開關(guān)函數(shù)變化情況1的示意圖；

圖3為傳統(tǒng)控制方式下變換器四個相臂的開關(guān)函數(shù)變化情況2的示意圖；

圖4為傳統(tǒng)控制方式下變換器電流及V₂側(cè)直流電流的仿真結(jié)果圖；

圖5為瞬時電流控制方式下變換器四個相臂開關(guān)函數(shù)變化過程圖及變壓器兩側(cè)方波電壓圖；

圖6為瞬時電流控制方式下變換器電流及V₂側(cè)直流電流的仿真結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

參考圖1，基于三重移相的全橋直流變換器的瞬時電流控制方法，全橋直流變換器為雙有源全橋直流變換器，其中，全橋直流變換器由變壓器、V₁側(cè)全橋電路及V₂側(cè)全橋電路構(gòu)成，全橋直流變換器工作在三重移相的調(diào)制策略下的三個控制變量分別為V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f、V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₁及V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₂；在全橋直流變換器處于穩(wěn)態(tài)時，當(dāng)V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f、V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₁及V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₂中的一個或多個改變時，則調(diào)節(jié)V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₁的大小、V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₂的大小、以及V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f的載入時間，使變壓器的電感電流在一個開關(guān)周期之內(nèi)達(dá)到平衡，完成基于三重移相的全橋直流變換器的瞬時電流控制。

當(dāng)改變后V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f,2大于等于改變前V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f,1時，則有：

對于V₁側(cè)全橋電路，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令為D_1,1，以V₁側(cè)全橋電路中a相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從0變?yōu)?的時刻為0時刻，在0時刻時，V₁側(cè)全橋電路進(jìn)入過渡區(qū)間，V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_1,1改變?yōu)閂₁側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_1,Δ，即V₁側(cè)全橋電路a相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從0時刻至T_s/2時刻保持為1的狀態(tài)，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從0時刻至D_1,Δ·T_s時刻保持為0，V₁側(cè)全橋電路中b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從D_1,Δ·T_s時刻至T_s/2保持為1的狀態(tài)；在T_s/2時刻，V₁側(cè)全橋電路結(jié)束過渡區(qū)間，V₁側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_1,Δ改變?yōu)閂₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_1,2，V₁側(cè)全橋電路中a相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從T_s/2時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_1,2)·T_s時刻繼續(xù)保持為1，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從(1/2+D_1,2)·T_s時刻至T_s保持為0的狀態(tài)。

對于V₂側(cè)全橋電路，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令為D_2,1，以V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從0變?yōu)?的時刻為0時刻，在0時刻，V₂側(cè)全橋電路進(jìn)入過渡區(qū)間，V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_2,1改變?yōu)閂₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比D_2,Δ，即V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從0時刻至T_s/2時刻保持為1的狀態(tài)，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從0時刻至(D_2,Δ)·T_s時刻保持為0，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從(D_2,Δ)·T_s時刻至T_s/2保持為1的狀態(tài)；在T_s/2時刻，V₂側(cè)全橋電路結(jié)束過渡區(qū)間，V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令由D_f，1改變?yōu)镈_f,2，V₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_2,Δ改為V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_2,2，即V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_f,2-D_f,1)·T_s時刻保持為1的狀態(tài)，V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從(1/2+D_f,2-D_f,1)·T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_f,2-D_f,1+D_2,2)T_s時刻保持為1的狀態(tài)，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從(1/2+D_f,2-D_f,1+D_2,2)T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)；

其中，V₁側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_1,Δ及V₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_2,Δ分別為：

其中，D_f,Δ＝D_f,2-D_f,1，f_s＝1/T_s，f_s為開關(guān)頻率，τ＝L_s/R_s，τ為時間常數(shù)，L_s為變壓器的等效電感值，R_s為變壓器的等效電阻值；

D_f,1＜0.5，D_f,2＜0.5，使得k≈1，λ(|D_f,2|)≈1，則有

當(dāng)改變后V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f,2小于改變前V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f,1時，則有：

對于V₁側(cè)全橋電路，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令為D_1,1，以V₁側(cè)全橋電路a相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從0變?yōu)?的時刻為0時刻，在0時刻，V₁側(cè)全橋電路進(jìn)入過渡區(qū)間，V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_1,1改為V₁側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_1,Δ，即V₁側(cè)全橋電路a相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從0時刻至T_s/2時刻保持為1的狀態(tài)，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從0時刻至D_1,Δ·T_s時刻保持為0，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從D_1,Δ·T_s時刻至T_s/2保持為1的狀態(tài)；在T_s/2時刻，V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f，1改為D_f,2，V₁側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_1,Δ改為V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_1,2，即V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_f,1-D_f,2)·T_s時刻保持為1的狀態(tài)，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從(1/2+D_f,1-D_f,2)·T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_f,1-D_f,2+D_1,2)·T_s時刻繼續(xù)保持為1的狀態(tài)，V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)從(1/2+D_f,1-D_f,2+D_1,2)·T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)；

對于V₂側(cè)全橋電路，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令為D_2,1，以V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從0變?yōu)?的時刻為0時刻，在0時刻，V₂側(cè)全橋電路進(jìn)入過渡區(qū)間，V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_2,1改為V₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_2,Δ，即V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從0時刻至T_s/2時刻保持為1的狀態(tài)，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從0時刻至D_2,Δ·T_s時刻保持為0，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從D_2,Δ·T_s時刻至T_s/2保持為1的狀態(tài)；在T_s/2時刻，V₂側(cè)全橋電路結(jié)束過渡區(qū)間，V₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_2,Δ改變?yōu)閂₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_2,2，即V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從1/2·T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_2,2)T_s時刻繼續(xù)保持為1，V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)從(1/2+D_2,2)T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)。

其中，V₁側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_1,Δ及V₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_2,Δ分別為：

其中，D_f,Δ＝D_f,2-D_f,1，f_s＝1/T_s，f_s為開關(guān)頻率，τ＝L_s/R_s，τ為時間常數(shù)，L_s為變壓器的等效電感值；R_s為變壓器的等效電阻值；

D_f,1＜0.5，D_f,2＜0.5，使得k≈1，λ(|D_f,Δ|)≈1，則有：

驗(yàn)證性試驗(yàn)

雙有源全橋直流變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，假設(shè)功率是從V₁側(cè)全橋電路流向V₂側(cè)全橋電路，則V₁是輸入側(cè)直流電壓，V₂是輸出側(cè)直流電壓，L_s為變壓器的漏感或附加電感，R_s為線路電阻，i_L為變壓器的電感電流，變壓器的變比為N:1。

設(shè)定雙有源全橋直流變換器的一組基本參數(shù)如表1所示。

表1

在雙有源全橋直流變換器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，采用可以實(shí)現(xiàn)電感電流有效值最低的三重移相調(diào)制策略，這種調(diào)制策略下有三個控制變量：分別是V₁側(cè)全橋電路與V₂側(cè)全橋電路之間的外移相比指令D_f、V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₁及V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₂；其中，外移相比D_f是指V₁側(cè)全橋電路和V₂側(cè)全橋電路之間的移相占整個開關(guān)周期的比例，且大于或等于-0.25，小于或等于0.25，V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D₁是指V₁側(cè)全橋電路b相臂的開關(guān)函數(shù)S_b(t)相對于V₁側(cè)全橋電路a相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)的移相角占整個開關(guān)周期的比例，且小于或等于0.5；V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比D₂是指V₂側(cè)全橋電路d相臂的開關(guān)函數(shù)S_d(t)相對于V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)的移相角占整個開關(guān)周期的比例，且小于或等于0.5；開關(guān)函數(shù)的值S_x(t)為1代表上橋臂開關(guān)器件導(dǎo)通而下橋臂開關(guān)器件關(guān)斷，其值為0代表下橋臂開關(guān)器件導(dǎo)通而上橋臂開關(guān)器件關(guān)斷，m＝1或2，分別代表V₁側(cè)全橋電路和V₂側(cè)全橋電路，x＝a,b,c,d分別代表V₁側(cè)全橋電路和V₂側(cè)全橋電路四個相臂。

對于表1中的基本參數(shù)，可以得到在這種調(diào)制策略下，變換器處于穩(wěn)態(tài)時的三個控制變量分別為：內(nèi)移相比D₁為0.2846、D₂為0.4410，外移相比D_f為0.0882。

假設(shè)此時由于傳輸功率由400W變化至600W，外移相比D_f和內(nèi)移相比D₁及D₂需要發(fā)生變化，分別從穩(wěn)態(tài)情況下的D_f,1＝0.0882、D_1,1＝0.2846及D_2,1＝0.4410改變至D_f,2＝0.1120、D_1,2＝0.3160及D_2,2＝0.5。在傳統(tǒng)控制方式下，這三個移相比會直接完成改變，可能會出現(xiàn)兩種作用情況：第一種是在開關(guān)函數(shù)中距離三個移相比發(fā)生改變時刻的最近的一個上升沿開始產(chǎn)生效果，如圖2所示，其中，0時刻為各自全橋結(jié)構(gòu)中改變內(nèi)移相比與外移相比的時刻；第二種是在開關(guān)函數(shù)中距離三個移相比發(fā)生改變的時刻最近的一個下降沿開始產(chǎn)生效果，如圖3所示；然而，不論是哪一種作用情況，都會出現(xiàn)電流不對稱以及兩側(cè)直流側(cè)電流振蕩的現(xiàn)象，其仿真結(jié)果如圖4所示。

當(dāng)使用本發(fā)明的瞬時電流控制方法時，基于三重移相的雙有源全橋直流變換器的四個開關(guān)函數(shù)變化過程圖如圖5所示，過渡區(qū)間內(nèi)的兩個過渡內(nèi)移相比的表達(dá)式為：

式中，D_f,Δ＝D_f,2-D_f,1，f_s＝1/T_s，f_s為開關(guān)頻率，τ＝L_s/R_s，τ為時間常數(shù)，L_s為變壓器中等效電感值，R_s為變壓器中等效電阻值。根據(jù)表1中變換器的參數(shù)和上述內(nèi)外移相比始末值，可以得到τ＝L_s/R_s＝1.75×10^-4，λ(|D_f,Δ|)＝0.9932。將其內(nèi)移相比始末值分別代入式(1)和式(2)，可以得到V₁側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比為D_1,Δ＝0.3012，V₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比為D_2,Δ＝0.4741。

對于V₁側(cè)全橋電路，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時內(nèi)移相比為D_1,1，以V₁側(cè)全橋電路的a相臂的開關(guān)函數(shù)S_a(t)從0變?yōu)?的時刻為0時刻；0時刻進(jìn)入過渡區(qū)間時，V₁側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_1,1改為過渡內(nèi)移相比D_1,Δ，即開關(guān)函數(shù)S_a(t)從0時刻至T_s/2時刻保持為1的狀態(tài)，開關(guān)函數(shù)S_b(t)從0時刻至D_1,Δ·T_s時刻保持為0，從D_1,Δ·T_s時刻至T_s/2保持為1的狀態(tài)；在T_s/2時刻，V₁側(cè)全橋電路結(jié)束過渡區(qū)間，過渡內(nèi)移相比指令D_1,Δ改為內(nèi)移相比D_1,2，即開關(guān)函數(shù)S_a(t)從T_s/2時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)，開關(guān)函數(shù)S_b(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_1,2)·T_s時刻繼續(xù)保持為1，從(1/2+D_1,2)·T_s時刻至T_s保持為0的狀態(tài)。

對于V₂側(cè)全橋電路，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比為D_2,1，以V₂側(cè)全橋電路c相臂的開關(guān)函數(shù)S_c(t)從0變?yōu)?的時刻為0時刻，該時刻選擇與V₁側(cè)全橋電路的0時刻只相差D_f，1·T_s的時刻；在0時刻，V₂側(cè)全橋電路進(jìn)入過渡區(qū)間時，V₂側(cè)全橋電路的內(nèi)移相比指令D_2,1改為過渡內(nèi)移相比D_2,Δ，即開關(guān)函數(shù)S_c(t)從0時刻至T_s/2時刻保持為1的狀態(tài)，開關(guān)函數(shù)S_d(t)從0時刻至(D_2,Δ)·T_s時刻保持為0，從(D_2,Δ)·T_s時刻至T_s/2保持為1的狀態(tài)；在T_s/2時刻，V₂側(cè)全橋電路結(jié)束過渡區(qū)間，兩個全橋電路之間的外移相比指令D_f，1改為外移相比D_f,2，V₂側(cè)全橋電路的過渡內(nèi)移相比指令D_2,Δ改為內(nèi)移相比D_2,2，即開關(guān)函數(shù)S_c(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_f,2-D_f,1)·T_s時刻保持為1的狀態(tài)，從(1/2+D_f,2-D_f,1)·T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)，開關(guān)函數(shù)S_d(t)從T_s/2時刻至(1/2+D_2,2)T_s時刻繼續(xù)保持為1的狀態(tài)，從(1/2+D_2,2)T_s時刻至T_s時刻保持為0的狀態(tài)，其中，電感電流i_L及V₂側(cè)輸出直流電流i₂的仿真結(jié)果如圖6所示。