1.带有有源滤波桥臂的三端口高压DC‑DC变换器的控制方法,所述带有有源滤波桥臂的三端口高压DC‑DC变换器,包括:能量传递桥臂、三个有源滤波桥臂以及三个换流阀组;
所述能量传递桥臂包括两个相互串联的能量缓冲桥臂,两个能量缓冲桥臂分别为上桥臂和下桥臂,所述三个有源滤波桥臂分别为高压侧、中压侧和低压侧桥臂,所述三个换流阀组分别为高压侧、中压侧和低压侧阀组;
所述能量传递桥臂与高压侧和中压侧桥臂相互并联,且所述能量传递桥臂位于高压侧和中压侧桥臂之间,低压侧桥臂并联在下桥臂两端;
高压侧和中压侧阀组的一端均与能量传递桥臂的输入端相连,高压侧和中压侧阀组的另一端分别与高压侧和中压侧桥臂的输入端相连,低压侧阀组的两端分别连接低压侧桥臂的输入端和下桥臂的输入端;所述能量缓冲桥臂和有源滤波桥臂的结构均相同,每个桥臂均包括多个半桥子模块和一个电抗器,所述多个半桥子模块相互串联,所述电抗器的一端与最尾端的半桥子模块输出端相连,所述电抗器的另一端作为所在桥臂的输出端,所述最前端的半桥子模块输入端作为所在桥臂的输入端;
其特征在于,带有有源滤波桥臂的三端口高压DC‑DC变换器的控制方法,包括:充电控制:
开通高压侧阀组 并保持中压侧和低压侧阀组关断,调整全部半桥子模块的输出电压之和,使得流经能量传递桥臂的电流为梯形波,进而为能量传递桥臂中的半桥子模块进行同步充电;
放电控制:
开通中压侧阀组 和低压侧阀组 ,并保持高压侧阀组 关断,调整全部半桥子模块的输出电压之和,使得流经能量传递桥臂的电流为梯形波,下桥臂中的半桥子模块对低压侧端口放电,能量传递桥臂中的所有半桥子模块对中压侧端口放电。
2.根据权利要求1所述的带有有源滤波桥臂的三端口高压DC‑DC变换器的控制方法,其特征在于,所述半桥子模块包括两个串联的IGBT开关管和一个并联在两个IGBT开关管端部的电容。
3.根据权利要求1或2所述的带有有源滤波桥臂的三端口高压DC‑DC变换器的控制方法,其特征在于,所述换流阀组包括多个串联的换流阀。
4.根据权利要求3所述的带有有源滤波桥臂的三端口高压DC‑DC变换器的控制方法,其特征在于,所述换流阀为IGBT反并联二极管、IGCT开关管或双向晶闸管。
5.根据权利要求1所述的带有有源滤波桥臂的三端口高压DC‑DC变换器的控制方法,其特征在于,所述充电控制包括:开通高压侧阀组 并保持中压侧和低压侧阀组关断;
调整上桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,下桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,使得流经上桥臂 的电流 和下桥臂的电流 都以 的速度从0变化至 ,调整高压侧桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,使得流经高压侧桥臂 的电流 以 的速度从 变化至 ;
当流经上桥臂 的电流 和下桥臂 的电流 上升至 时,调整上桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,调整下桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为,使得流经上桥臂 的电流 和下桥臂 的电流 都维持在 ,调整高压侧桥臂中全部半桥子模块的输出电压之和保持为 ,流经高压侧桥臂 的电流维持在;
其中, 为上桥臂 的端电压, 为充电时流过能量传递桥臂的电流, 为高压侧电流, 和 分别为上桥臂 和下桥臂 的桥臂电抗, 为高压侧端口的直流电压, 为高压侧桥臂 的桥臂电抗, 为流经能量传递桥臂的电流上升或下降的时间。
6.根据权利要求5所述的带有有源滤波桥臂的三端口高压DC‑DC变换器的控制方法,其特征在于,在充电控制阶段,当持续充电一段时间以后,调整上桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,调整下桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为,使得流经上桥臂 的电流 和下桥臂 的电流 都以 的速度
从 变化至0,上桥臂 中半桥子模块的输出电压之和变为 ,下桥臂 中半桥子模块的输出电压之和变为 ;
调整高压侧桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,高压侧桥臂的电流 以 的速度从 变化为 ;
其中, 和 分别为中压侧端口和低压侧端口的直流电压。
7.根据权利要求6所述的带有有源滤波桥臂的三端口高压DC‑DC变换器的控制方法,其特征在于,所述放电控制包括:开通中压侧阀组 和低压侧阀组 ,并保持高压侧阀组 关断;
调整上桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,下桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,使得流经上桥臂 的电流 以的速度从0变化为 ,流经下桥臂 的电流 以 的速度从0变化为 ,调整低压侧桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,使得流经低压侧桥臂 的电流 以 的速度从 变化为 ,调整中压侧桥臂 中全
部半桥子模块的输出电压之和为 ,使得流经中压侧桥臂 的电流 以的速度从 变化为 ;
当流经上桥臂 的电流上升至 时,调整上桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,使得流经上桥臂 的电流 维持在 ,当流经下桥臂 的电流上升至时,调整下桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,使得流经下桥臂 的电流 维持在 ,调整低压侧桥臂 全部半桥子模块的输出电压之和为 ,使得流经低压侧桥臂 的电流 维持在 ,中压侧桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,使得流经中压侧桥臂 的电流 维持在 ;
其中, 和 分别为放电时流过能量缓冲桥臂 和 的电流, 为低压侧桥臂 的桥臂电抗, 和 分别为中压侧端口和低压侧端口的电流。
8.根据权利要求7所述的带有有源滤波桥臂的三端口高压DC‑DC变换器的控制方法,其特征在于,在放电控制阶段,当持续放电一段时间以后,调整上桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,调整下桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为,使得流经上桥臂 的电流 以 的速度从 变化为0,下桥臂
的电流 以 的速度从 变化为0,上桥臂 中半桥子模块的输出电压之和变为,下桥臂 中桥子模块的输出电压之和变为 ;
调整低压侧桥臂 中全部半桥子模块的输出电压之和为 ,使得
流经低压侧桥臂 的电流 以 的速度从 变化为 ,调整中压
侧桥臂 全部半桥子模块的输出电压之和 控制为 ,使得流经中压侧桥臂 的电流 以 的速度从 变化为 。