1.一种全桥交错并联双向LLC变换器的双向恒功率控制结构,其特征在于,包括第一双向全桥LLC变换器、第二双向全桥LLC变换器、电源输出端的负载Rload、交错角调节模块STM、PFM1模块、PFM2模块、换相控制模块SPM、主副侧异步补偿角调整模块PIM、LLC谐振变换器恒压控制环、LLC谐振变换器恒流控制环、第一电流采样模块、第二电流采样模块和电压采样模块;
第一双向全桥LLC变换器和第二双向全桥LLC变换器输入输出端并联;
第一电流采样模块采集第一双向全桥LLC变换器的第一输出电流采样;
第二电流采样模块采集第二双向全桥LLC变换器的第二输出电流采样;
电压采样模块采集第一双向全桥LLC变换器和第二双向全桥LLC变换器的输出电压采样;
交错角调节模块STM将第一双向全桥LLC变换器的第一输出电流采样、第二双向全桥LLC变换器的第二输出电流采样及两者的输出电压采样作为输入,输出信号给PFM2模块;
换相控制模块SPM将第一输出电流采样和第二输出电流采样作为输入;
主副侧异步补偿角调整模块PIM将第一输出电流采样和第二输出电流采样作为输入,输出通过换相控制模块SPM进行判定选PFM1模块或PFM2模块;
LLC谐振变换器恒压控制环将输出电压采样作为输入,输出频率信号F由控制模式确定一并给PFM1模块和PFM2模块;
LLC谐振变换器恒流控制环将第一输出电流采样和第二输出电流采样作为输入,输出频率信号F由控制模式确定一并给PFM1模块和PFM2模块。
2.根据权利要求1所述的一种全桥交错并联双向LLC变换器的双向恒功率控制结构,其特征在于,所述换相控制模块SPM用于分别检测第一输出电流采样和第二输出电流采样,并通过电流采样信号判定哪个双向全桥LLC变换器需补偿增益。
3.根据权利要求2所述的一种全桥交错并联双向LLC变换器的双向恒功率控制结构,其特征在于,所述主副侧异步补偿角调整模块PIM用于分别检测第一输出电流采样和第二输出电流采样,确定增益偏差并得出所需的主副侧异步补偿角β,并将所述主副侧异步补偿角β给所需补偿的双向全桥LLC变换器对应的PFM模块,实现正向运行增益补偿Mz和反向运行增益补偿Mf。
4.根据权利要求3所述的一种全桥交错并联双向LLC变换器的双向恒功率控制结构,其特征在于,所述主副侧异步补偿角β与正向运行增益补偿Mz和反向运行增益补偿Mf的关系如下:
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其中,F为归一化频率,Q是品质因素Q=πZrIo/8n Vo,Zr是特征阻抗 Io是变换器输出电流,Vo是变换器输出电压,n是变压器匝数比,Cr为谐振电容值,K=Lr/Lm是谐振电感和励磁电感的比值,Lr为谐振电感值,Lm为励磁电感值。
5.根据权利要求1所述的一种全桥交错并联双向LLC变换器的双向恒功率控制结构,其特征在于,所述交错角调节模块STM用于分别检测第一输出电流采样、第二输出电流采样及输出电压采样,确定第一双向全桥LLC变换器和第二双向全桥LLC变换器的交错角 使第一双向全桥LLC变换器和第二双向全桥LLC变换器的电流交错角时刻保持四分之一个周期,达到最小纹波输出。
6.根据权利要求5所述的一种全桥交错并联双向LLC变换器的双向恒功率控制结构,其特征在于,所述交错角 的确定方式如下:其中,k=Lr/Lm是谐振电感和励磁电感的比值,β主副侧异步补偿角,F为归一化频率,M为电压增益。
7.一种全桥交错并联双向LLC变换器的双向恒功率控制方法,其特征在于,包括:
步骤1,通过第一电流采样模块采集第一双向全桥LLC变换器输出电流Io1,通过第二电流采样模块采集第二双向全桥LLC变换器的输出电流Io2,通过电压采样模块采集第一双向全桥LLC变换器和第二双向全桥LLC变换器的输出电压Vo;
步骤2,变换器工作在恒流模式,LLC谐振变换器恒流控制环将电流信号Io1和Io2之和作为反馈信号与给定电流信号Io_ref做差给自身的PID控制器输出信号给PFM1模块和PFM2模块得到变换器的工作频率F;变换器工作在恒压模式,LLC谐振变换器恒压控制环将电压信号Vo作为反馈信号与给定电压信号Vo_ref做差给自身的PID控制器输出信号给PFM1模块和PFM2模块得到变换器的工作频率F;
步骤3,交错角调节模块STM利用电流信号Io1、电流信号Io2、电压信号Vo和运行频率F确定第二双向全桥LLC变换器的交错角 并将交错角 输入PFM2模块,时刻保持第一双向全桥LLC变换器、第二双向全桥LLC变换器电流相位保持四分之一个周期,达到最小纹波输出;
步骤4,换相控制模块SPM利用第一双向全桥LLC变换器、第二双向全桥LLC变换器的电流采样数据判断两个双向全桥LLC变换器功率大小,进而用于判定哪个双向全桥LLC变换器需补偿增益;
步骤5,主副侧异步补偿角调整模块PIM利用第一双向全桥LLC变换器、第二双向全桥LLC变换器的电流采样数据和运行频率F确定补偿功率较小相的主副侧异步补偿角β;
步骤6,在正向运行F>1时或反向运行时,将主副侧异步补偿角β给功率较小相的PFM模块,在正向运行F<1时将主副侧异步补偿角β给功率较大相的PFM模块,最终实现全桥交错并联LLC的双向恒功率控制。