本發(fā)明涉及直流供電電路技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種多相雙向諧振直流變換電路及其控制方法、控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電力電子直流變換均為硬開關(guān)，存在開關(guān)損耗，電路效率低。電力電子技術(shù)中可以利用開關(guān)管的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)對(duì)電流電壓的控制，諧振軟開關(guān)即利用感容諧振降低開關(guān)損耗。

橋式LLC直流變換電路流出電源上電流和流入負(fù)載上電流都有比較高的電流紋波；為了消除電池側(cè)的電容紋波電流，無論是從電池側(cè)的電容到直流母線側(cè)的電容的升壓，還是從直流母線側(cè)的電容到電池側(cè)的電容的降壓，這兩個(gè)電容都需要并聯(lián)較大容量的電容，導(dǎo)致濾波器體積變大，特別是在中大功率等級(jí)應(yīng)用時(shí)，由于低壓側(cè)的紋波電流問題會(huì)變得更突出，因而，需要并聯(lián)更大容量的電容，導(dǎo)致濾波器體積大得將不利于電源的高密度設(shè)計(jì)。

現(xiàn)有的雙向傳遞能量的串聯(lián)諧振電路在開關(guān)管橋臂點(diǎn)不能實(shí)現(xiàn)開關(guān)電流的限制?，F(xiàn)有技術(shù)中提供一種諧振式雙向變換器和不間斷電源裝置，其采用電容電感諧振電路(即LC電路)，用于提供不間斷電源，但是并不能通過調(diào)頻來調(diào)節(jié)功率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提供了多相雙向諧振直流變換電路及其控制方法、控制系統(tǒng)，通過在源端的電路上增加限流電感，使限流電感與固有的電感電容諧振電路進(jìn)行諧振，從而實(shí)現(xiàn)增加功率的目的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種多相雙向諧振直流變換電路，包括：

源端，對(duì)應(yīng)每相支路連接一個(gè)源端開關(guān)管橋臂，所述源端開關(guān)管橋臂包括串聯(lián)的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管，位于兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管之間的線路上的任意連接點(diǎn)為源端線路節(jié)點(diǎn)；

變壓器組，對(duì)應(yīng)每相支路設(shè)置一個(gè)變壓器；

負(fù)載端，對(duì)應(yīng)每相支路連接一個(gè)負(fù)載端開關(guān)管橋臂，所述負(fù)載端開關(guān)管橋臂包括同向串聯(lián)的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管，位于兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管之間的線路上的任意連接點(diǎn)為負(fù)載端線路節(jié)點(diǎn)；

對(duì)應(yīng)同一相支路的所述源端線路節(jié)點(diǎn)與變壓器的源側(cè)之間通過一個(gè)電感電容諧振電路連通，對(duì)應(yīng)同一相支路的所述變壓器的負(fù)載側(cè)和所述負(fù)載端線路節(jié)點(diǎn)之間一對(duì)一連通；其中，在所述源端的相鄰兩相支路的源端線路節(jié)點(diǎn)之間通過一個(gè)限流電感連通。

所述電感電容諧振電路，由諧振電感和諧振電容串聯(lián)組成。

可選擇地，所述限流電感的電感量大于所述電感電容諧振電路中的諧振電感的電感量。

可選擇地，所述限流電感的電感量是所述電感電容諧振電路中的諧振電感的電感量的4-12倍。

可選擇地，所述電感電容諧振電路中的諧振電感位于與所述電感電容諧振電路連通的變壓器的源側(cè)，此時(shí)的諧振電感作為變壓器的線圈使用。

可選擇地，所述源端開關(guān)管橋臂的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管采用同向串聯(lián)的方式連接，或者，所述源端開關(guān)管橋臂的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管采用反向串聯(lián)的方式連接。

可選擇地，所述負(fù)載端開關(guān)管橋臂的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管采用同向串聯(lián)的方式連接，或者，所述負(fù)載端開關(guān)管橋臂的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管采用反向串聯(lián)的方式連接。

可選擇地，所述半導(dǎo)體開關(guān)管為金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Mosfet)、雙向可控金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、可關(guān)斷晶閘管(GTO)或二極管。

可選擇地，所述多相雙向諧振直流變換電路，用于兩相、三相或四相及以上。

可選擇地，所述源端的各個(gè)所述源端開關(guān)管橋臂之間的相位沿圓周方向依次相差相等的相位角；

和/或，所述負(fù)載端的各個(gè)所述負(fù)載端開關(guān)管橋臂之間的相位沿圓周方向依次相差相等的相位角。

可選擇地，所述源端開關(guān)管橋臂的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管之間的相位角相差180度，并且所述源端開關(guān)管橋臂的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管的占空比為50％；

可選擇地，所述負(fù)載端開關(guān)管橋臂的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管之間的相位角相差180度，并且所述負(fù)載端開關(guān)管橋臂的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管的占空比為50％。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種多相雙向諧振直流變換電路的控制系統(tǒng)，用于所述多相雙向諧振直流變換電路的源端電壓U1和/或負(fù)載端電壓U2進(jìn)行控制，包括：

頻率控制器，用于調(diào)節(jié)所述多相雙向諧振直流變換電路的工作頻率，使所述多相雙向諧振直流變換電路的源端電壓U1達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U1*和/或負(fù)載端電壓U2達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U2*；

偏置控制器，用于調(diào)節(jié)所述多相雙向諧振直流變換電路中的每相支路的高電平時(shí)間，使每相支路的高電平的占空比小于50％；

檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述多相雙向諧振直流變換電路的源端電壓U1和/或負(fù)載端電壓U2、以及所述多相雙向諧振直流變換電路的工作頻率fs；

策略選擇器，用于接收所述檢測(cè)器的電壓信號(hào)和頻率信號(hào)，并根據(jù)接收到的電壓信號(hào)和頻率信號(hào)選擇控制所述頻率控制器或所述偏置控制器。

可選擇地，所述偏置控制器，控制每相支路的高電平時(shí)間偏置△T；當(dāng)所述多相雙向諧振直流變換電路為三相時(shí)，△T的取值范圍為(0，T/6)，其中T為每相支路的周期。

根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種多相雙向諧振直流變換電路的控制方法，包括：

調(diào)節(jié)所述多相雙向諧振直流變換電路的工作頻率fs，使所述多相雙向諧振直流變換電路的源端電壓U1達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U1*和/或負(fù)載端電壓U2達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U2*；

當(dāng)所述工作頻率fs達(dá)到最大值fmax時(shí)，固定工作頻率fs＝fmax，調(diào)節(jié)所述多相雙向諧振直流變換電路中的每相支路的高電平偏置△T＞0，使每相支路的高電平的占空比小于50％，使所述多相雙向諧振直流變換電路的源端電壓U1達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U1*和/或負(fù)載端電壓U2達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U2*；

當(dāng)所述偏置△T＝0時(shí)，重新調(diào)節(jié)所述多相雙向諧振直流變換電路的工作頻率fs，使所述多相雙向諧振直流變換電路的源端電壓U1達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U1*和/或負(fù)載端電壓U2達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U2*。

本發(fā)明實(shí)施例提供的多相雙向諧振直流變換電路，其中的每個(gè)單相支路主要由源端開關(guān)管橋臂、串聯(lián)的諧振電感和諧振電容、變壓器、負(fù)載端開關(guān)管橋臂組成，相鄰兩相支路的源端開關(guān)管橋臂之間通過限流電感連接，由此組成的多相雙向諧振直流變換電路，可以有效地減小輸入輸出諧振電容上的紋波電流，通過限流電感和變壓器自感，實(shí)現(xiàn)了雙向的以諧振方式傳遞能量；本發(fā)明實(shí)施例提供的多相雙向諧振直流變換電路，當(dāng)諧振電感與限流電感上的電流相等時(shí)，由諧振電感和限流電感組成的總電感，與原有的諧振電感的電感相比，電感量有了大幅度提升，從而能夠大幅度提升諧振電容上的電壓，進(jìn)而提升諧振電流，使功率增加。

將本發(fā)明實(shí)施例提供的多相雙向諧振直流變換電路，應(yīng)用于直流供電設(shè)備上，可以使直流供電設(shè)備的功率增加，并且有效地減小直流供電設(shè)備的紋波電流。

所述檢測(cè)器包括電壓檢測(cè)單元和頻率檢測(cè)單元，其中的電壓檢測(cè)單元用于檢測(cè)多相雙向諧振直流變換電路的源端電壓U1和/或負(fù)載端電壓U2；其中的頻率檢測(cè)單元用于檢測(cè)多相雙向諧振直流變換電路的工作頻率fs。

本發(fā)明實(shí)施例提供的多相雙向諧振直流變換電路的控制系統(tǒng)，策略選擇器根據(jù)檢測(cè)器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，選擇控制頻率控制器或控制偏置控制器30，從而確保負(fù)載端電壓U2達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U2*。

本發(fā)明實(shí)施例提供的多相雙向諧振直流變換電路的控制方法，通過對(duì)多相雙向諧振直流變換電路的工作頻率fs進(jìn)行控制，以及對(duì)多相雙向諧振直流變換電路的單相支路的高電平進(jìn)行偏置控制，從而確保負(fù)載端電壓U2達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U2*。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式的描述中可以更好地理解本發(fā)明，其中：

通過閱讀以下參照附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯，其中，相同或相似的附圖標(biāo)記表示相同或相似的特征。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中多相雙向諧振直流變換電路，圖中顯示為三相電路。

圖2是以限流電感L12、諧振電容C1和諧振電感L1為例，當(dāng)限流電感L12與諧振電感L1的電流相等時(shí)，三者的電路圖。

圖3是以限流電感L12、諧振電容C1和諧振電感L1為例，當(dāng)限流電感L12與諧振電感L1的電流相等時(shí)，三者的等效電路圖。

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中多相雙向諧振直流變換電路的控制系統(tǒng)的模塊控制圖。

圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中多相雙向諧振直流變換電路的控制方法所顯示三相支路的高電平的偏置△T的時(shí)序示意圖。

圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中多相雙向諧振直流變換電路的控制方法的流程示意圖。

其中：

U1為源端電壓；

U2為負(fù)載端電壓；

U2*為負(fù)載端電壓的目標(biāo)值；

T1，T2和T3為變壓器；

C1，C2和C3為諧振電容；

L1，L2和L3為諧振電感；

L12，L12和L23為限流電感；

L1’為等效的諧振電感；

Q1，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6，Q7，Q8，Q9，Q10，Q11，Q12為半導(dǎo)體開關(guān)管；

10、多相雙向諧振直流變換電路；

20、頻率控制器；

30、偏置控制器；

40、檢測(cè)器；

50、策略選擇器。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)方面的特征和示例性實(shí)施例。在下面的詳細(xì)描述中，提出了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。但是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯的是，本發(fā)明可以在不需要這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。下面對(duì)實(shí)施例的描述僅僅是為了通過示出本發(fā)明的示例來提供對(duì)本發(fā)明的更好的理解。在附圖和下面的描述中，沒有示出公知的結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便避免對(duì)本發(fā)明造成不必要的模糊。在圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它們的詳細(xì)描述。此外，下文中所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個(gè)或更多實(shí)施例中。并且，下述描述中出現(xiàn)的方位詞均為圖中示出的方向，并不是對(duì)本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行限定。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可視具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種多相雙向諧振直流變換電路，包括：

源端，對(duì)應(yīng)每相支路連接一個(gè)源端開關(guān)管橋臂，源端開關(guān)管橋臂包括串聯(lián)的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管，位于兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管之間的線路上的任意連接點(diǎn)為源端線路節(jié)點(diǎn)；

變壓器組，對(duì)應(yīng)每相支路設(shè)置一個(gè)變壓器；

負(fù)載端，對(duì)應(yīng)每相支路連接一個(gè)負(fù)載端開關(guān)管橋臂，負(fù)載端開關(guān)管橋臂包括同向串聯(lián)的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管，位于兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管之間的線路上的任意連接點(diǎn)為負(fù)載端線路節(jié)點(diǎn)；

對(duì)應(yīng)同一相支路的源端線路節(jié)點(diǎn)與變壓器的源側(cè)之間通過一個(gè)電感電容諧振電路連通，對(duì)應(yīng)同一相支路的變壓器的負(fù)載側(cè)和負(fù)載端線路節(jié)點(diǎn)之間一對(duì)一連通；其中，在源端的相鄰兩相支路的源端線路節(jié)點(diǎn)之間通過一個(gè)限流電感連通。

電感電容諧振電路，由諧振電感和諧振電容串聯(lián)組成。

下面以三相為例，結(jié)合附圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種多相雙向諧振直流變換電路，包括：

源端，包括三個(gè)源端開關(guān)管橋臂，分別是：由半導(dǎo)體開關(guān)管Q1和半導(dǎo)體開關(guān)管Q4組成的第一個(gè)源端開關(guān)管橋臂；由半導(dǎo)體開關(guān)管Q2和半導(dǎo)體開關(guān)管Q5組成的第二個(gè)源端開關(guān)管橋臂；由半導(dǎo)體開關(guān)管Q3和半導(dǎo)體開關(guān)管Q6組成的第三個(gè)源端開關(guān)管橋臂；

變壓器組，包括三個(gè)變壓器，分別與三相支路對(duì)應(yīng)，即變壓器T1、變壓器T2和變壓器T3；

負(fù)載端U2，包括三個(gè)負(fù)載端開關(guān)管橋臂，分別是：由半導(dǎo)體開關(guān)管Q7和半導(dǎo)體開關(guān)管Q10組成的第一個(gè)負(fù)載端開關(guān)管橋臂；由半導(dǎo)體開關(guān)管Q8和半導(dǎo)體開關(guān)管Q11組成的第二個(gè)負(fù)載端開關(guān)管橋臂；由半導(dǎo)體開關(guān)管Q9和半導(dǎo)體開關(guān)管Q12組成的第三個(gè)負(fù)載端開關(guān)管橋臂；

在源端和變壓器組之間，源端開關(guān)管橋臂與變壓器的源側(cè)之間一一對(duì)應(yīng)的通過一個(gè)電容電感諧振電路連通，具體地：

在變壓器T1和第一個(gè)源端開關(guān)管橋臂之間連接的，由諧振電容C1和諧振電感L1組成的第一個(gè)電容電感諧振電路；

在變壓器T2和第二個(gè)源端開關(guān)管橋臂之間連接的，由諧振電容C2和諧振電感L2組成的第二個(gè)電容電感諧振電路；

在變壓器T3和第三個(gè)源端開關(guān)管橋臂之間連接的，由諧振電容C3和諧振電感L3組成的第三個(gè)電容電感諧振電路；

其中：

在第一個(gè)源端開關(guān)管橋臂與第二個(gè)源端開關(guān)管橋臂之間通過限流電感L12連通；

在第二個(gè)源端開關(guān)管橋臂與第三個(gè)源端開關(guān)管橋臂之間通過限流電感L23連通；

在第一個(gè)源端開關(guān)管橋臂與第三個(gè)源端開關(guān)管橋臂之間通過限流電感L13連通。

可選擇地，第一個(gè)源端開關(guān)管橋臂的半導(dǎo)體開關(guān)管Q1和半導(dǎo)體開關(guān)管Q4的占空比都是50％，相位角相差180度，第二個(gè)源端開關(guān)管橋臂的半導(dǎo)體開關(guān)管Q2和半導(dǎo)體開關(guān)管Q5的占空比都是50％，相位角相差180度，第三個(gè)源端開關(guān)管橋臂的半導(dǎo)體開關(guān)管Q3和半導(dǎo)體開關(guān)管Q6的占空比都是50％，相位角相差180度；

相應(yīng)地，第一個(gè)負(fù)載端開關(guān)管橋臂的半導(dǎo)體開關(guān)管Q7和半導(dǎo)體開關(guān)管Q10的占空比都是50％，相位角相差180度，第二個(gè)負(fù)載端開關(guān)管橋臂的半導(dǎo)體開關(guān)管Q8和半導(dǎo)體開關(guān)管Q11的占空比都是50％，相位角相差180度，第三個(gè)負(fù)載端開關(guān)管橋臂的半導(dǎo)體開關(guān)管Q9和半導(dǎo)體開關(guān)管Q12的占空比都是50％，相位角相差180度。

其中，在源端的三個(gè)源端開關(guān)管橋臂之間的相互相位差是120度，流過諧振電感L1、諧振電感L2、諧振電感L3和諧振電容C1、諧振電容C2、諧振電容C3的電流之和為零。

當(dāng)源端開關(guān)管橋臂的開關(guān)管頻率等于電感電容諧振電路的諧振頻率時(shí)，源端的輸入電壓U1等于變壓器變比n乘以輸出電壓U2；當(dāng)源端開關(guān)管橋臂的開關(guān)管頻率大于電感電容諧振電路的諧振頻率時(shí)，流入負(fù)載端的電流為不完整的正弦波，功率減小，U1>n*U2；當(dāng)開關(guān)頻率小于電感電容諧振電路的諧振頻率時(shí)，每個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管周期內(nèi)，諧振電容上電壓在諧振周期外，被變壓器自感充入能量，使流入負(fù)載側(cè)的功率增加，U1<n*U2。因?yàn)樵谠炊说南蘖麟姼蠰12、限流電感L13、限流電感L23的感值大于諧振電感L1、諧振電感L2、諧振電感L3的感值，所以其上的電流基本可以忽略不計(jì)，所以電感電容諧振電路的電流不會(huì)受三個(gè)限流電感的影響。負(fù)載端利用半導(dǎo)體開關(guān)管的反向二極管導(dǎo)通能量，流入直流負(fù)載。負(fù)載端的半導(dǎo)體開關(guān)管的二極管也可以同時(shí)開啟，以起到同步整流的作用降低導(dǎo)通。從源端流出的電流為三相互差120度的正弦電流的包絡(luò)線，比半正弦波電流的紋波小的多。流入負(fù)載斷的電流紋波同樣為三相正弦的包絡(luò)線。

當(dāng)需要能量從負(fù)載端流向源端時(shí)，負(fù)載端的半導(dǎo)體開關(guān)管Q7和半導(dǎo)體開關(guān)管Q10，半導(dǎo)體開關(guān)管Q8和半導(dǎo)體開關(guān)管Q11，半導(dǎo)體開關(guān)管Q9和半導(dǎo)體開關(guān)管Q12作為三相橋臂協(xié)同工作，每個(gè)橋臂的占空比為50％，各橋臂之間相位互差120度。和源端流入負(fù)載端的工作情況相似，變壓器自感和諧振電路為并聯(lián)關(guān)系，其上只流過很小的勵(lì)磁電流且不會(huì)影響諧振網(wǎng)絡(luò)的工作。

如圖2、圖3所示，圖2中的限流電感L12和諧振電感L1等效為圖3中的諧振電感L1’，諧振電感L1’的感應(yīng)值是諧振電感L1的2倍以上，源端的源端開關(guān)管橋臂上的限流電感L12、限流電感L23、限流電感L13在開關(guān)頻率大于等于諧振頻率時(shí)不起作用，當(dāng)開關(guān)頻率小于諧振頻率時(shí)，以半導(dǎo)體開關(guān)管Q1、半導(dǎo)體開關(guān)管Q4組成的第一源端開關(guān)管橋臂為例，當(dāng)諧振電感L1上的諧振電流等于限流電感L12上的電流后，諧振電感L1與限流電感L12組成了一個(gè)更大的諧振電感L1’。該諧振電感L1’的感應(yīng)值是諧振電感L1和限流電感L12的感應(yīng)值的和，即諧振電感L1’＝諧振電感L1+限流電感L12，由于諧振電感L1’＞諧振電感L1，所以諧振電感L1’＞2倍的諧振電感L1。此時(shí)，由諧振電感L1和諧振電容C1的諧振變?yōu)橹C振電感L1+限流電感L12(諧振電感L1’)和諧振電容C1的諧振，由于限流電感L12的感應(yīng)值大于諧振電感L1的感應(yīng)值(一般地，限流電感L12的感應(yīng)值是諧振電感L1的感應(yīng)值4-12倍)，所以諧振電容C1上電壓有大幅度的提升，導(dǎo)致下一周期的諧振電流也有很大的提升，從而實(shí)現(xiàn)增加功率的目的。

可選擇地，限流電感的電感量大于電感電容諧振電路中的諧振電感的電感量，可進(jìn)一步選擇地，限流電感的電感量是電感電容諧振電路中的諧振電感的電感量的4-12倍，在實(shí)際應(yīng)用中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)使用的需要來選擇合適的限流電感和諧振電感。

可選擇地，電感電容諧振電路中的諧振電感位于與電感電容諧振電路連通的變壓器的源側(cè)，此時(shí)諧振電感作為變壓器的線圈的一部分，參與變壓器的變壓工作。

可選擇地，源端開關(guān)管橋臂的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管采用同向串聯(lián)的方式連接，或者，源端開關(guān)管橋臂的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管采用反向串聯(lián)的方式連接；負(fù)載端開關(guān)管橋臂的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管采用同向串聯(lián)的方式連接，或者，負(fù)載端開關(guān)管橋臂的兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)管采用反向串聯(lián)的方式連接。

源端開關(guān)管橋臂和負(fù)載端開關(guān)管橋臂的半導(dǎo)體開關(guān)管的串聯(lián)方式可以根據(jù)使用需要而進(jìn)行選擇，即可以是同向串聯(lián)也可以是反向串聯(lián)的方式，都能夠滿足使用的需要。

可選擇地，半導(dǎo)體開關(guān)管為金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Mosfet)、雙向可控金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、可關(guān)斷晶閘管(GTO)或二極管。

以上實(shí)施例提供的多相雙向諧振直流變換電路，是以三相為例，基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，本發(fā)明實(shí)施例提供的多相雙向諧振直流變換電路，也可以用于兩相或四相及以上。

與之對(duì)應(yīng)的，當(dāng)多相雙向諧振直流變換電路為兩相支路時(shí)，兩相支路之間的相位差為180度，在兩相支路的源端開關(guān)管橋臂之間連接限流電感；

當(dāng)多相雙向諧振直流變換電路為四相時(shí)，相鄰兩相支路之間的相位差為90度，在相鄰兩相支路的源端開關(guān)管橋臂之間連接限流電感。

當(dāng)多相雙向諧振直流變換電路為六相時(shí)，參考兩相、三相及四相的設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

本發(fā)明實(shí)施例提供的多相雙向諧振直流變換電路，其中的每個(gè)單相支路主要由源端開關(guān)管橋臂、串聯(lián)的諧振電感和諧振電容、變壓器、負(fù)載端開關(guān)管橋臂組成，相鄰兩相支路的源端開關(guān)管橋臂之間通過限流電感連接，由此組成的多相雙向諧振直流變換電路，可以有效地減小輸入輸出諧振電容上的紋波電流，通過限流電感和變壓器自感，實(shí)現(xiàn)了雙向的以諧振方式傳遞能量；本發(fā)明實(shí)施例提供的多相雙向諧振直流變換電路，當(dāng)諧振電感與限流電感上的電流相等時(shí)，由諧振電感和限流電感組成的總電感，與原有的諧振電感的電感相比，電感量有了大幅度提升，從而能夠大幅度提升諧振電容上的電壓，進(jìn)而提升諧振電流，使功率增加。

將本發(fā)明實(shí)施例提供的多相雙向諧振直流變換電路，應(yīng)用于直流供電設(shè)備上，可以使直流供電設(shè)備的功率增加，并且有效地減小直流供電設(shè)備的紋波電流。

如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種多相雙向諧振直流變換電路的控制系統(tǒng)，用于對(duì)以上實(shí)施例提供的多相雙向諧振直流變換電路10的源端電壓U1和/或負(fù)載端電壓U2進(jìn)行控制，包括：頻率控制器20、偏置控制器30、檢測(cè)器40以及策略選擇器50，其中，

頻率控制器20用于調(diào)節(jié)多相雙向諧振直流變換電路10的工作頻率，使多相雙向諧振直流變換電路10的源端電壓U1達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U1*和/或負(fù)載端電壓U2達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U2*；

偏置控制器30用于調(diào)節(jié)多相雙向諧振直流變換電路10中的每相支路的高電平時(shí)間，使每相支路的高電平的占空比小于50％；

檢測(cè)器40用于檢測(cè)多相雙向諧振直流變換電路10的源端電壓U1和/或負(fù)載端電壓U2、以及多相雙向諧振直流變換電路的工作頻率fs；

策略選擇器50用于接收檢測(cè)器40的電壓信號(hào)和頻率信號(hào)，并根據(jù)接收到的電壓信號(hào)和頻率信號(hào)選擇控制頻率控制器20或偏置控制器30。

偏置控制器30，控制每相支路的高電平時(shí)間偏置△T；當(dāng)多相雙向諧振直流變換電路10為三相時(shí)，△T的取值范圍為(0，T/6)，其中T為每相支路的周期。

檢測(cè)器40包括電壓檢測(cè)單元和頻率檢測(cè)單元，其中的電壓檢測(cè)單元用于檢測(cè)多相雙向諧振直流變換電路10的源端電壓U1和/或負(fù)載端電壓U2；其中的頻率檢測(cè)單元用于檢測(cè)多相雙向諧振直流變換電路的工作頻率fs。

本發(fā)明實(shí)施例提供的多相雙向諧振直流變換電路的控制系統(tǒng)，策略選擇器根據(jù)檢測(cè)器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，選擇控制頻率控制器20或控制偏置控制器30，從而確保負(fù)載端電壓U2達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U2*。

如圖5、圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于多相雙向諧振直流變換電路的控制方法，包括：

調(diào)節(jié)多相雙向諧振直流變換電路10的工作頻率fs，使多相雙向諧振直流變換電路10的負(fù)載端電壓U2達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U2*；

當(dāng)工作頻率fs達(dá)到最大值fmax時(shí)，固定工作頻率fs＝fmax，調(diào)節(jié)多相雙向諧振直流變換電路10中的每相支路的高電平偏置△T＞0，使每相支路的高電平的占空比小于50％，使多相雙向諧振直流變換電路10的負(fù)載端電壓U2達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U2*；

當(dāng)偏置△T＝0時(shí)，重新調(diào)節(jié)多相雙向諧振直流變換電路10的工作頻率fs，使多相雙向諧振直流變換電路10的負(fù)載端電壓U2達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U2*。

本發(fā)明實(shí)施例提供的多相雙向諧振直流變換電路的控制方法，通過對(duì)多相雙向諧振直流變換電路10的工作頻率fs進(jìn)行控制，以及對(duì)多相雙向諧振直流變換電路10的單相支路的高電平進(jìn)行偏置控制，從而確保負(fù)載端電壓U2達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U2*。

基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，本實(shí)施例提供的用于多相雙向諧振直流變換電路的控制方法，也可以控制源端電壓U1達(dá)到預(yù)設(shè)閾值U1*。

本發(fā)明可以以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)，而不脫離其精神和本質(zhì)特征。因此，當(dāng)前的實(shí)施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而非上述描述定義，并且，落入權(quán)利要求的含義和等同物的范圍內(nèi)的全部改變從而都被包括在本發(fā)明的范圍之中。并且，在不同實(shí)施例中出現(xiàn)的不同技術(shù)特征可以進(jìn)行組合，以取得有益效果。本領(lǐng)域技術(shù)人員在研究附圖、說明書及權(quán)利要求書的基礎(chǔ)上，應(yīng)能理解并實(shí)現(xiàn)所揭示的實(shí)施例的其他變化的實(shí)施例。