本發(fā)明涉及直流電源變換技術(shù)，尤其涉及一種可變結(jié)構(gòu)雙向諧振變換電路、一種雙向全橋諧振直流/直流變換器，以及該變換器的控制方法。

背景技術(shù)：

在新能源光伏系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)等多種應(yīng)用場(chǎng)合，要求電能變換器中的能量可以雙向流動(dòng)，能量即可以由電網(wǎng)流向電池等儲(chǔ)能單元，實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)，同時(shí)，又要求能量可以從儲(chǔ)能單元流向電網(wǎng)或單獨(dú)以交流電源的形式輸出，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)電能的調(diào)節(jié)或者滿足離網(wǎng)條件下電能的使用。出于安全性考慮，這種雙向能量變換系統(tǒng)最好能實(shí)現(xiàn)輸入輸出的電氣隔離。目前，非隔離的交直流變換電路已經(jīng)非常成熟，可以很方便的實(shí)現(xiàn)交流電與中間直流單元的非隔離能量雙向流動(dòng)。因此，如何實(shí)現(xiàn)電能高效的隔離直流/直流變換，從而實(shí)現(xiàn)中間直流單元與儲(chǔ)能單元的隔離雙向能量變換，是當(dāng)前急需解決的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。

傳統(tǒng)的推挽、半橋以及全橋等硬開關(guān)形式變換器只要將副邊整流二極管更換為開關(guān)管，就可以簡(jiǎn)單方便地實(shí)現(xiàn)電路的雙向變換。但這些硬開關(guān)電路由于開關(guān)損耗過大，變換效率較低，不適合于大功率和高頻應(yīng)用場(chǎng)合。特別地，移相全橋電路形式可以實(shí)現(xiàn)原邊開關(guān)管的軟開通，同時(shí)也可以通過將副邊整流二極管更換為開關(guān)管而簡(jiǎn)單方便地實(shí)現(xiàn)電路的雙向變換。但其有兩個(gè)致命的弱點(diǎn)：一是副邊整流管不能實(shí)現(xiàn)零電流關(guān)斷，二是輕載情況下原邊開關(guān)管也不能實(shí)現(xiàn)零電流開通。這也限制了移相全橋電路在隔離雙向直流變換領(lǐng)域的應(yīng)用。

諧振變換電路尤其是LLC諧振變換電路是近幾年快速發(fā)展起來的一種軟開關(guān)電路拓?fù)?。一方面，不論在輕載還是重載條件下，LLC電路都可以很容易實(shí)現(xiàn)原邊開關(guān)管的零電流開通；另一方面，LLC電路可以實(shí)現(xiàn)副邊整流二極管的零電流關(guān)斷，降低了反向恢復(fù)損耗。這些都大大減小了電路中開關(guān)元件的開關(guān)損耗，成為目前較為流行的開關(guān)電源拓?fù)湫问?。但是，LLC電路不是一種對(duì)稱的電路拓?fù)湫问?，?dāng)能量反方向流動(dòng)時(shí)，其電路特性不再是LLC諧振特性而是退化為L(zhǎng)C諧振特性，從而大大降低了反向工作時(shí)的工作范圍以及加劇了開關(guān)管實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的難度。因此，傳統(tǒng)的LLC諧振電路并不太適合于工作在能量雙向流動(dòng)的狀態(tài)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的是提供一種具有可變結(jié)構(gòu)的雙向諧振變換電路。

本發(fā)明的第二目的是提供一種具有可變結(jié)構(gòu)的且能雙向穩(wěn)定變換工作的雙向全橋諧振直流/直流變換器。

本發(fā)明的第三目的是提供一種具有可變結(jié)構(gòu)的且能雙向穩(wěn)定變換工作的雙向全橋諧振直流/直流變換器的控制方法。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明提供一種雙向諧振變換電路，包括依次相連接的第一濾波電路、第一全橋電路、諧振變換網(wǎng)絡(luò)、第二全橋電路和第二濾波電路；

諧振變換網(wǎng)絡(luò)包括第一諧振電感、繞組、第一諧振電容、第二諧振電容、第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊；

第一諧振電容的第一端與第一全橋電路的第一橋臂電連接，第一諧振電感連接在第一諧振電容的第二端和繞組的第一正極端之間，第一開關(guān)模塊連接在第一諧振電容的第一端和第二端之間，繞組的第一負(fù)極端和第一全橋電路的第二橋臂電連接；

第二諧振電容連接在繞組的第二正極端和第二全橋電路的第一橋臂之間，第二開關(guān)模塊連接在第二諧振電容的兩端之間，繞組的第二負(fù)極端與第二全橋電路的第二橋臂電連接。

更進(jìn)一步的方案是，在第一開關(guān)模塊處于阻斷狀態(tài)，第二開關(guān)模塊處于閉合狀態(tài)下，諧振變換網(wǎng)絡(luò)的等效電路為：

第一諧振電容的第一端與第一全橋電路的第一橋臂電連接，第一諧振電感連接在第一諧振電容的第二端和繞組的第一正極端之間，繞組的第一負(fù)極端和第一全橋電路的第二橋臂電連接；

繞組的第二正極端與第二全橋電路的第一橋臂電連接，繞組的第二負(fù)極端與第二全橋電路的第二橋臂電連接。

更進(jìn)一步的方案是，在第一開關(guān)模塊處于閉合狀態(tài)，第二開關(guān)模塊處于阻斷狀態(tài)下，諧振變換網(wǎng)絡(luò)的等效電路為：

繞組的第一正極端與第一全橋電路的第一橋臂電連接，繞組的第一負(fù)極端與第一全橋電路的第二橋臂電連接；

第二諧振電容的第一端與第二全橋電路的第一橋臂電連接，第一諧振電感的等效諧振電感連接在第二諧振電容的第二端和繞組的第二正極端之間，繞組的第二負(fù)極端和第二全橋電路的第二橋臂電連接。

由上述方案可見，根據(jù)所需能量傳輸方向的不同，控制可控開關(guān)模塊分別將原邊諧振電容或者副邊諧振電容短路，從而使電路還原成實(shí)現(xiàn)所需方向能量傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)LLC諧振電路，并利用等效電路解決了傳統(tǒng)LLC諧振變換電路不能反向同等性能工作的問題，僅僅通過增加一組諧振電容和兩個(gè)可控開關(guān)等少數(shù)簡(jiǎn)單的器件，就實(shí)現(xiàn)了電路的雙向LLC諧振能量傳輸。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，本發(fā)明提供一種雙向全橋諧振直流/直流變換器，其特征在于：包括依次相連接的第一濾波電路、第一全橋電路、諧振變換電路、第二全橋電路和第二濾波電路；

雙向諧振變換電路還包括控制單元，控制單元分別與第一濾波電路、第二濾波電路電連接；

第一全橋電路的第一橋臂由第一開關(guān)管和第二開關(guān)管構(gòu)成，第一開關(guān)管的源極與第二開關(guān)管的漏極連接，第一全橋電路的第二橋臂由第三開關(guān)管和第四開關(guān)管構(gòu)成，第三開關(guān)管的源極與第四開關(guān)管的漏極連接，第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、第三開關(guān)管和第四開關(guān)管的柵極分別與控制單元連接；

第二全橋電路的第一橋臂由第五開關(guān)管和第六開關(guān)管構(gòu)成，第五開關(guān)管的源極與第六開關(guān)管的漏極連接，第二全橋電路的第二橋臂由第七開關(guān)管和第八開關(guān)管構(gòu)成，第七開關(guān)管的源極與第八開關(guān)管的漏極連接，第五開關(guān)管、第六開關(guān)管、第七開關(guān)管和第八開關(guān)管的柵極分別與控制單元連接；

諧振變換網(wǎng)絡(luò)包括第一諧振電感、繞組、第一諧振電容、第二諧振電容、第一開關(guān)模塊和第二開關(guān)模塊；

第一諧振電容的第一端與第一開關(guān)管的源極電連接，第一諧振電感連接在第一諧振電容的第二端和繞組的第一正極端之間，第一開關(guān)模塊連接在第一諧振電容的第一端和第二端之間，繞組的第一負(fù)極端和第三開關(guān)管的源極電連接；

第二諧振電容連接在繞組的第二正極端和第五開關(guān)管的源極之間，第二開關(guān)模塊連接在第二諧振電容的兩端之間，繞組的第二負(fù)極端與第七開關(guān)管的源極電連接。

由上述方案可見，通過控制兩側(cè)的全橋電路的開關(guān)管，可使全橋電路處于主動(dòng)開關(guān)模式或二極管模式。當(dāng)能量從第一濾波電路流向第二濾波電路時(shí)，則可將第一全橋電路處于主動(dòng)開關(guān)模式，根據(jù)能量傳輸?shù)男枨筮M(jìn)行開關(guān)頻率、相位或占空比的調(diào)節(jié)，而將第二全橋電路處于二極管模式，使得第二全橋電路作為整流電路使用，繼而實(shí)現(xiàn)能量的變換。而反向時(shí)，則將模式對(duì)調(diào)即可實(shí)現(xiàn)雙向變換的目的，使得電路更加具備實(shí)用性。以及通過利用繞組實(shí)現(xiàn)隔離對(duì)稱雙向LLC諧振變換，起兩個(gè)直流端口電氣隔離的作用。

同時(shí)利用兩側(cè)的開關(guān)的開閉，實(shí)現(xiàn)諧振變換網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可變化，實(shí)現(xiàn)在正向或反相能量傳遞時(shí)諧振變換網(wǎng)絡(luò)能夠良好地進(jìn)行匹配，解決傳統(tǒng)LLC諧振變換電路工作在能量反向流動(dòng)狀態(tài)時(shí)其電路特性退化為L(zhǎng)C諧振狀態(tài)的問題，從而使變換器雙向工作時(shí)都能保持一致的LLC諧振特性，這樣不論正向和反向工作，變換器都很容易保持原有的軟開關(guān)工作特性以及較寬的工作范圍。

更進(jìn)一步的方案是，諧振變換網(wǎng)絡(luò)還包括儲(chǔ)能電感，儲(chǔ)能電感連接在第一正極端和第一負(fù)極端之間。

更進(jìn)一步的方案是，諧振變換網(wǎng)絡(luò)還包括第二諧振電感，第二諧振電感串聯(lián)連接在第二諧振電容和繞組的第一正極端之間。由于正反向工作時(shí)的諧振參數(shù)還是有一定差別的，為了保證正反向工作時(shí)的諧振參數(shù)也保持基本一致，故增設(shè)第二諧振電感。

更進(jìn)一步的方案是，第一開關(guān)模塊可采用繼電器、接觸器、MOS管或IGBT管；

第一開關(guān)模塊接收控制單元輸出的第一開關(guān)控制信號(hào)。

更進(jìn)一步的方案是，第二開關(guān)模塊可采用繼電器、接觸器、MOS管或IGBT管；

第二開關(guān)模塊接收控制單元輸出的第二開關(guān)控制信號(hào)。

由上可見，通過多種開關(guān)方式均能實(shí)現(xiàn)對(duì)諧振電容的短路，且采用電控化的操作，高效安全。

更進(jìn)一步的方案是，控制單元包括控制模塊和控制器，控制模塊包括：

調(diào)節(jié)控制器，調(diào)節(jié)控制器接收反饋信號(hào)和控制器輸出的預(yù)設(shè)信號(hào)，反饋信號(hào)為采用第一濾波電路或第二濾波電路的工作電流或電壓所得，調(diào)節(jié)控制器根據(jù)預(yù)設(shè)信號(hào)和反饋信號(hào)運(yùn)算得出控制信號(hào)；

相位運(yùn)算電路，相位運(yùn)算電路接收調(diào)節(jié)控制器輸出的控制信號(hào)；

頻率運(yùn)算電路，頻率運(yùn)算電路接收調(diào)節(jié)控制器輸出的控制信號(hào)；

脈沖發(fā)生電路，脈沖發(fā)生電路接收頻率運(yùn)算電路輸出的頻率信號(hào)；

移相電路，移相電路接收脈沖發(fā)生電路輸出的基準(zhǔn)脈沖信號(hào)，同時(shí)接收相位運(yùn)算電路輸出的相位信號(hào)；

驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路接收脈沖發(fā)生電路輸出的基準(zhǔn)脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)基準(zhǔn)脈沖信號(hào)對(duì)第一全橋電路的第一橋臂進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電路接收移相電路輸出的移相脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)移相脈沖信號(hào)對(duì)第一全橋電路的第二橋臂進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

由上可見，通過上述的變換器，使得兩個(gè)橋臂的驅(qū)動(dòng)脈沖不再是傳統(tǒng)全橋諧振變換器中Q1與Q3相位固定相差180度，而是由相位控制單元控制其相位差在180～0度之間變化，除了采用傳統(tǒng)全橋諧振變換器通過改變?nèi)珮蜷_關(guān)管的開關(guān)頻率來調(diào)整輸出電壓外，還通過改變上述全橋兩個(gè)橋臂的開關(guān)相位差，使得諧振變換器的輸出電壓范圍得以大幅度擴(kuò)展。以及利用反饋信號(hào)和預(yù)設(shè)信號(hào)的比較，使得對(duì)應(yīng)電壓的控制更為方便且相應(yīng)快。

以及采用移相控制的方式調(diào)節(jié)輸出電壓，全橋諧振變換電路的每個(gè)橋臂上下兩個(gè)開關(guān)管仍然保留了互補(bǔ)導(dǎo)通的特性，從而兩個(gè)橋臂都可以很容易地實(shí)現(xiàn)零電壓開通，在拓展輸出電壓范圍的同時(shí)保留了電路軟開關(guān)的優(yōu)勢(shì)。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三目的，本發(fā)明提供一種雙向全橋諧振直流/直流變換器的控制方法，其特征在于：變換器為上述方案中的變換器；

控制方法包括：

當(dāng)能量變換方向是從第一濾波電路流向第二濾波電路時(shí)，執(zhí)行第一流向變換步驟；

當(dāng)能量變換方向是從第二濾波電路流向第一濾波電路時(shí)，執(zhí)行第二流向變換步驟，

第一流向變換步驟包括：

將第一開關(guān)模塊處于斷開狀態(tài)，將第二開關(guān)處于閉合狀態(tài)；

控制單元接收第一預(yù)設(shè)信號(hào)和第一反饋信號(hào)，第一反饋信號(hào)為采用第二濾波電路的工作電流或電壓所得；

控制單元根據(jù)第一預(yù)設(shè)信號(hào)和反饋信號(hào)運(yùn)算得出第一控制信號(hào)，控制單元根據(jù)第一預(yù)設(shè)信號(hào)運(yùn)算得出第一整流控制信號(hào)；

控制單元根據(jù)第一控制信號(hào)生成第一基準(zhǔn)脈沖信號(hào)和第一移相脈沖信號(hào)，控制單元對(duì)第一全橋電路的第一橋臂按照第一基準(zhǔn)脈沖信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制單元對(duì)第一全橋電路的第二橋臂按照第一移相脈沖信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制單元根據(jù)第一整流控制信號(hào)對(duì)第二全橋電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；

第二流向變換步驟包括：

將第一開關(guān)模塊處于閉合開狀態(tài)，將第二開關(guān)處于斷開狀態(tài)；

控制單元接收第二預(yù)設(shè)信號(hào)和第二反饋信號(hào)，第二反饋信號(hào)為采用第一濾波電路的工作電流或電壓所得；

控制單元根據(jù)第二預(yù)設(shè)信號(hào)和反饋信號(hào)運(yùn)算得出第二控制信號(hào)，控制單元根據(jù)第二預(yù)設(shè)信號(hào)運(yùn)算得出第二整流控制信號(hào)；

控制單元根據(jù)第二控制信號(hào)生成第二基準(zhǔn)脈沖信號(hào)和第二移相脈沖信號(hào)，控制單元對(duì)第二全橋電路的第一橋臂按照第二基準(zhǔn)脈沖信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制單元對(duì)第二全橋電路的第二橋臂按照第二移相脈沖信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制單元根據(jù)第二整流控制信號(hào)對(duì)第一全橋電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

由上述方案可見，通過控制兩側(cè)的全橋電路的開關(guān)管，可使全橋電路處于主動(dòng)開關(guān)模式或二極管模式，當(dāng)能量從第一濾波電路流向第二濾波電路時(shí)，則可將第一全橋電路處于主動(dòng)開關(guān)模式，根據(jù)能量傳輸?shù)男枨筮M(jìn)行開關(guān)頻率、相位或占空比的調(diào)節(jié)，而將第二全橋電路處于二極管模式，使得第二全橋電路作為整流電路使用，繼而實(shí)現(xiàn)能量的變換，并使諧振電容處于對(duì)應(yīng)的通斷狀態(tài)。而反向時(shí)，則將模式對(duì)調(diào)即可實(shí)現(xiàn)雙向變換的目的，可變化結(jié)構(gòu)的電路更加具備實(shí)用性。

附圖說明

圖1是LLC諧振變換電路控制頻率f與輸出電壓增益的關(guān)系圖。。

圖2是本發(fā)明全橋諧振直流/直流變換器第一實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。

圖3是本發(fā)明全橋諧振直流/直流變換器第一實(shí)施例中輸出電路的電路圖。

圖4是本發(fā)明全橋諧振直流/直流變換器第一實(shí)施例中控制信號(hào)與頻率、移相角、輸出電壓之間的關(guān)系圖。

圖5是本發(fā)明全橋諧振直流/直流變換器第一實(shí)施例中基準(zhǔn)脈沖信號(hào)和移相脈沖信號(hào)的波形圖。

圖6是本發(fā)明雙向全橋諧振直流/直流變換器第一實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。

圖7是本發(fā)明雙向全橋諧振直流/直流變換器第一實(shí)施例的電路圖。

圖8是本發(fā)明雙向全橋諧振直流/直流變換器第二實(shí)施例的電路圖。

圖9是本發(fā)明雙向全橋諧振直流/直流變換器第三實(shí)施例的電路圖。

圖10是本發(fā)明雙向全橋諧振直流/直流變換器第四實(shí)施例的電路圖。

圖11是本發(fā)明雙向全橋諧振直流/直流變換器第五實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。

圖12是本發(fā)明雙向全橋諧振直流/直流變換器第五實(shí)施例的電路圖。

圖13是本發(fā)明雙向全橋諧振直流/直流變換器第五實(shí)施例在第一流向變換狀態(tài)下的等效電路圖。

圖14是諧振電感和儲(chǔ)能電感在隔離變壓器兩端的等效變換原理示意圖。

圖15是本發(fā)明雙向全橋諧振直流/直流變換器第五實(shí)施例在第二流向變換狀態(tài)下的等效電路圖。

圖16是本發(fā)明雙向全橋諧振直流/直流變換器第六實(shí)施例的電路圖。

圖17是本發(fā)明雙向全橋諧振直流/直流變換器第七實(shí)施例的電路圖。

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

在對(duì)本案方案具體說明前，先對(duì)控制頻率f與輸出電壓增益的關(guān)系及其原理進(jìn)行說明，以現(xiàn)有的LLC串聯(lián)諧振變換器為例，由于諧振元件工作在正弦諧振狀態(tài)，開關(guān)管上的電壓可以自然過零從而實(shí)現(xiàn)零電壓開通，以及很容易實(shí)現(xiàn)副邊整流管的零電流關(guān)斷，從而減小了開關(guān)管的開通損耗，提高了電源的整體效率。這類拓?fù)渫ǔ２捎米冾l調(diào)制(PFM)方式，通過調(diào)整開關(guān)管的工作頻率達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。

變換器的控制原理是通過對(duì)全橋每個(gè)橋臂的上下管互補(bǔ)導(dǎo)通，每個(gè)開關(guān)管的占空比接近50％，并對(duì)Q1和Q4以及Q2和Q3同時(shí)導(dǎo)通和關(guān)斷，再加在諧振網(wǎng)絡(luò)上的電壓為+Vin～-Vin變動(dòng)的方波，占空比為50％，電壓有效值接近Vin。如果僅采用頻率調(diào)制的方式調(diào)整輸出電壓，則電源輸出電壓增益與開關(guān)頻率的關(guān)系為：

其中，Vin和Vout分別為輸入電壓和輸出電壓，n為變壓器變比，Lr為諧振電感值，Cr為諧振電容值，Lm為激磁電感值，f為工作頻率，為諧振頻率，Rg為輸出負(fù)載。

從上式可以看出，在輸入電壓和其它電路參數(shù)選定的情況下，LLC串聯(lián)諧振的輸出電壓隨工作頻率的提高而降低，其控制頻率與輸出電壓增益的關(guān)系如圖1所示，LLC串聯(lián)諧振變換器的升壓能力是有限的，在一定范圍內(nèi)隨著工作頻率的降低輸出電壓升高。超過這個(gè)范圍，反而隨著工作頻率降低輸出電壓降低，這不符合電路負(fù)反饋的單調(diào)性要求而在實(shí)際工作中不能使用。同時(shí)，LLC串聯(lián)諧振的降壓能力也是有限的，雖然理論上隨著工作頻率的提高輸出電壓可以持續(xù)下降，但考慮實(shí)際電路器件高頻損耗的影響，電路工作頻率不可能很高(一般最高到諧振頻率的2倍左右)。因此，在一定的工作頻率范圍內(nèi)，LLC串聯(lián)諧振變換網(wǎng)絡(luò)的輸出電壓不可能降到很低，特別是負(fù)載較輕的情況下。綜上所述，LLC諧振變換器雖然具有容易實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)從而提高電路效率的優(yōu)勢(shì)，但其一個(gè)非常明顯的弱勢(shì)是在僅采用頻率調(diào)制的控制方式時(shí)輸出電壓范圍很窄，不能應(yīng)用在需要寬范圍輸出的場(chǎng)合。

同時(shí)在另一方面，不論在輕載還是重載條件下，LLC電路都可以很容易實(shí)現(xiàn)原邊開關(guān)管的零電流開通；并且，LLC電路可以實(shí)現(xiàn)副邊整流二極管的零電流關(guān)斷，降低了反向恢復(fù)損耗。這些都大大減小了電路中開關(guān)元件的開關(guān)損耗，故成為目前較為流行的開關(guān)電源拓?fù)湫问?。但是，LLC電路不是一種對(duì)稱的電路拓?fù)湫问?，?dāng)能量反方向流動(dòng)時(shí)，其電路特性不再是LLC諧振特性而是退化為L(zhǎng)C諧振特性，從而大大降低了反向工作時(shí)的工作范圍以及加劇了開關(guān)管實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的難度。因此，傳統(tǒng)的LLC諧振變換網(wǎng)絡(luò)并不太適合于工作在能量雙向流動(dòng)的狀態(tài)下，為了解決上述問題，本案采用如下方案。

全橋諧振直流/直流變換器及其控制方法第一實(shí)施例：

參照?qǐng)D2，全橋諧振直流/直流變換器包括輸出電路和控制模塊20，控制模塊20包括調(diào)節(jié)控制器14、相位運(yùn)算電路15、頻率運(yùn)算電路16、脈沖發(fā)生電路17、移相電路18和驅(qū)動(dòng)電路19，輸出電路包括依次相連的全橋電路11、諧振變換電路12和整流濾波電路13，全橋電路11接收輸入電壓并接收驅(qū)動(dòng)電路19的開關(guān)控制，整流濾波電路13向外輸出工作電壓和電流。

參照?qǐng)D3，全橋電路的第一橋臂由第一開關(guān)管Q1和第二開關(guān)管Q2構(gòu)成，全橋電路的第二橋臂由第三開關(guān)管Q3和第四開關(guān)管Q4構(gòu)成，第一開關(guān)管Q1和第三開關(guān)管Q3的漏極與正極輸入端連接，第二開關(guān)管Q2和第四開關(guān)管Q4的源極與與負(fù)極輸入端連接。第一開關(guān)管Q1的源極與第二開關(guān)管Q2的漏極連接，第三開關(guān)管Q3的源極與第四開關(guān)管Q4的漏極連接，第一開關(guān)管Q1、第二開關(guān)管Q2、第三開關(guān)管Q3和第四開關(guān)管Q4的柵極分別與驅(qū)動(dòng)電路19連接。

在本實(shí)施例中諧振變換電路12采用LLC諧振變換電路，諧振變換電路12包括電感Lr、電容Cr、電感Lm和繞組T1，電感Lm并聯(lián)在繞組T1的輸入端上，電容Cr的第一端與繞組T1的正極輸入端連接，電容Cr的第二端與電感Lr的第一端連接，電感Lr的第二端與第一開關(guān)管Q1的源極連接，繞組T1的負(fù)極輸入端與第三開關(guān)管Q3的源極連接。

整流濾波電路13包括整流電路和濾波電路，濾波電路可采用電容Co并聯(lián)在輸出端構(gòu)成，整流電路可采用如圖3(a)所示的全波整流電路或如圖3(b)半波整流電路。全波整流電路由四個(gè)二極管D1、D2、D3和D4連接構(gòu)成，半波整流電路由兩個(gè)二極管D1和D2構(gòu)成。

下面結(jié)合變換器的控制方法和變換器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，對(duì)變換器進(jìn)行控制時(shí)可根據(jù)控制目的，首先向調(diào)節(jié)控制器4輸出預(yù)設(shè)信號(hào)，采樣諧振直流/直流變換器的輸出的工作電流或電壓作為反饋信號(hào)，調(diào)節(jié)控制器4則根據(jù)反饋信號(hào)和預(yù)設(shè)信號(hào)進(jìn)行負(fù)反饋運(yùn)算，并運(yùn)算得出控制信號(hào)。隨后調(diào)節(jié)控制器4判斷預(yù)設(shè)信號(hào)和反饋信號(hào)的大小關(guān)系，如反饋信號(hào)大于預(yù)設(shè)信號(hào)，則輸出變小的控制信號(hào)Va,相位運(yùn)算電路15接收并根據(jù)變小的控制信號(hào)Va輸出移相角變小的相位信號(hào),頻率運(yùn)算電路16接收并根據(jù)變小的控制信號(hào)Va輸出頻率變大的基準(zhǔn)頻率信號(hào)。

如反饋信號(hào)小于預(yù)設(shè)信號(hào)，則輸出變大的控制信號(hào)Va，相位運(yùn)算電路15接收并根據(jù)變大的控制信號(hào)Va輸出移相角變大的相位信號(hào),頻率運(yùn)算電路15接收并根據(jù)變大的控制信號(hào)Va輸出頻率變小的基準(zhǔn)頻率信號(hào)。

脈沖發(fā)生電路17接收頻率運(yùn)算電路16輸出的基準(zhǔn)頻率信號(hào)，移相電路18接收相位運(yùn)算電路15輸出的相位信號(hào)，移相電路18接收脈沖發(fā)生電路17輸出的基準(zhǔn)脈沖信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行移相處理，驅(qū)動(dòng)電路19接收脈沖發(fā)生電路17輸出的基準(zhǔn)脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路19根據(jù)基準(zhǔn)脈沖信號(hào)對(duì)全橋電路的第一橋臂的Q1和Q2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電路19接收移相電路18輸出的移相脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路19根據(jù)移相脈沖信號(hào)對(duì)全橋電路的第二橋臂的Q3和Q4進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

參照?qǐng)D4和圖5，圖4是全橋諧振直流/直流變換器中控制信號(hào)Va與開關(guān)頻率f、移相角Φ以及輸出電壓Vout的關(guān)系示意圖，其可以按照如下方式進(jìn)行工作：

首先設(shè)置閾值a、閾值b、閾值c和閾值d，閾值a、閾值b、閾值c和閾值d依次遞增，

當(dāng)控制信號(hào)Va大于閾值a且小于閾值b，控制頻率不變?yōu)轭A(yù)設(shè)最大值f＝fmax，兩個(gè)橋臂的移相角Φ從零逐漸增大變化到Φ0，相應(yīng)的輸出電壓Vout也從零逐步升高到V1，這個(gè)過程為獨(dú)立的移相控制模式。

當(dāng)控制信號(hào)Va大于等于閾值b且小于等于閾值c，控制頻率f和移相角Φ同時(shí)變化，兩個(gè)橋臂的移相角從Φ0繼續(xù)增大逐漸變化到180°，控制頻率從fmax逐漸變小到f0，相應(yīng)的輸出電壓Vout也從V1進(jìn)一步升高到V2，這個(gè)過程為變頻控制配合移相控制模式。

當(dāng)控制信號(hào)Va大于閾值c且小于閾值d，移相角不變?yōu)棣担?80°?？刂祁l率f從f0逐漸減小到預(yù)置最小值fmin，相應(yīng)的輸出電壓Vout也從V2再次逐步升高到V3，這個(gè)過程為獨(dú)立的變頻控制模式。

從上述過程可以看出，隨著控制信號(hào)的變大，諧振變換器的輸出電壓也逐漸升高，隨著控制信號(hào)的變小，諧振變換器的輸出電壓也逐漸降低，因此可以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓或輸出電流的目的。

全橋諧振直流/直流變換器及其控制方法第二實(shí)施例：

第二實(shí)施例中的全橋諧振直流/直流變換器包括輸出電路和控制模塊，其中，輸出電路則可采用第一實(shí)施例中的輸出電路，控制模塊則采用具有運(yùn)算能力的MCU、存儲(chǔ)有相應(yīng)軟件算法的存儲(chǔ)器以及配合的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路，控制模塊包括調(diào)節(jié)控制模塊、相位運(yùn)算模塊、頻率運(yùn)算模塊、脈沖發(fā)生模塊、移相模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，調(diào)節(jié)控制模塊接收預(yù)設(shè)信號(hào)和反饋信號(hào)，調(diào)節(jié)控制模塊根據(jù)預(yù)設(shè)信號(hào)和反饋信號(hào)運(yùn)算得出控制信號(hào)，相位運(yùn)算模塊接收調(diào)節(jié)控制器輸出的控制信號(hào)，頻率運(yùn)算模塊接收調(diào)節(jié)控制器輸出的控制信號(hào)，脈沖發(fā)生模塊接收頻率運(yùn)算模塊輸出的頻率信號(hào)，移相模塊接收脈沖發(fā)生模塊輸出的基準(zhǔn)脈沖信號(hào)，移相模塊接收相位運(yùn)算模塊輸出的相位信號(hào)，驅(qū)動(dòng)模塊接收脈沖發(fā)生模塊輸出的基準(zhǔn)脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)基準(zhǔn)脈沖信號(hào)對(duì)全橋模塊的第一橋臂進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)模塊接收移相模塊輸出的移相脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)移相脈沖信號(hào)對(duì)全橋模塊的第二橋臂進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

全橋諧振直流/直流變換器的控制方法第二實(shí)施例則可相同地執(zhí)行上述控制方法第一實(shí)施例的相同步驟，其方法原理是相同的。第二實(shí)施例只是將控制模塊集成在具有運(yùn)算存儲(chǔ)能力的控制系統(tǒng)或控制芯片中，而第一實(shí)施例是將各個(gè)功能模塊采用電路模塊進(jìn)行連接工作。

雙向全橋諧振直流/直流變換器第一實(shí)施例：

參照?qǐng)D6，圖6是雙向全橋諧振直流/直流變換器的系統(tǒng)框圖。雙向全橋諧振直流/直流變換器包括依次相連接的第一濾波電路31、第一全橋電路32、諧振變換電路33、第二全橋電路34和第二濾波電路35，參照?qǐng)D7，圖7是上述電路的電路圖，第一濾波電路31包括電容Cd1，第二濾波電路35包括電容Cd2，電容Cd1連接在第一直流端口Vd1的正負(fù)極之間，電容Cd2連接在第二直流端口Vd2的正負(fù)極之間。

第一全橋電路32的第一橋臂由開關(guān)管Q1和開關(guān)管Q2構(gòu)成，開關(guān)管Q1的源極與開關(guān)管Q2的漏極連接，第一全橋電路32的第二橋臂由開關(guān)管Q3和開關(guān)管Q4構(gòu)成，開關(guān)管Q3的源極與開關(guān)管Q4的漏極連接，開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3和開關(guān)管Q4的柵極分別與控制單元連接。

第二全橋電路的第一橋臂由開關(guān)管Q5和開關(guān)管Q6構(gòu)成，開關(guān)管Q5的源極與開關(guān)管Q6的漏極連接，第二全橋電路的第二橋臂由開關(guān)管Q7和開關(guān)管Q8構(gòu)成，開關(guān)管Q7的源極與開關(guān)管Q8的漏極連接，開關(guān)管Q5、開關(guān)管Q6、開關(guān)管Q7和開關(guān)管Q8的柵極分別與控制單元連接。

諧振變換電路33采用LLC諧振變換電路，諧振變換電路33包括諧振電感Lr、諧振電容Cr、儲(chǔ)能電感Lm1、隔直電容Cg1、儲(chǔ)能電感Lm2和隔直電容Cg2；諧振電感Lr的第一端、儲(chǔ)能電感Lm1的第一端與開關(guān)管Q1的源極電連接，儲(chǔ)能電感Lm2的第一端、諧振電容Cr的第一端與開關(guān)管Q5的源極電連接，諧振電感Lr的第二端與諧振電容Cr的第二端電連接，儲(chǔ)能電感Lm1的第二端與隔直電容Cg1的第一端電連接，儲(chǔ)能電感Lm2的第二端與隔直電容Cg2的第一端電連接，隔直電容Cg1的第二端、隔直電容Cg2的第二端、開關(guān)管Q3的漏極和開關(guān)管Q7的漏極電連接。

變換器還包括控制單元，控制單元包括控制模塊41、控制模塊42和控制器43，控制模塊41和控制模塊42可采用上述實(shí)施例中的控制單元20，通過具有存儲(chǔ)能力和數(shù)據(jù)處理能力的微機(jī)作為控制器43對(duì)控制模塊41和控制模塊42進(jìn)行控制，控制模塊41與濾波電路31電連接并采集第一直流端口Vd1的電路以獲取反饋信號(hào)，控制模塊42與濾波電路32電連接并采集第二直流端口Vd2的電路以獲取反饋信號(hào)?？刂颇K41的驅(qū)動(dòng)電路對(duì)全橋電路32進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制模塊42的驅(qū)動(dòng)電路對(duì)全橋電路34進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

當(dāng)然本實(shí)施例還可以將控制單元集成在具有運(yùn)算存儲(chǔ)能力的控制系統(tǒng)或控制芯片中，其也是可對(duì)全橋電路和變換器等進(jìn)行整體控制的。

雙向全橋諧振直流/直流變換器第二實(shí)施例：

參照?qǐng)D8，第二實(shí)施例對(duì)諧振變換電路36進(jìn)行改進(jìn)，具體地，諧振變換電路包括諧振電感Lr、諧振電容Cr、儲(chǔ)能電感Lm1、隔直電容Cg1、繞組T1、儲(chǔ)能電感Lm2和隔直電容Cg2，諧振電感Lr的第一端、儲(chǔ)能電感Lm1的第一端與開關(guān)管Q1的源極電連接，諧振電容Cr的第一端與繞組T1的第一正極端電連接，諧振電感Lr的第二端與諧振電容Cr的第二端電連接，儲(chǔ)能電感Lm1的第二端與隔直電容Cg1的第一端電連接，隔直電容Cg1的第二端、繞組T1的第一負(fù)極端和開關(guān)管Q3的源極電連接，隔直電容Cg2的第一端與繞組T1的第二正極端電連接，隔直電容Cg2的第二端與開關(guān)管Q5的源極電連接，繞組T1的第二負(fù)極端與開關(guān)管Q7的漏極電連接，儲(chǔ)能電感Lm2連接在第一正極端和第一負(fù)極端之間。

雙向全橋諧振直流/直流變換器第三實(shí)施例：

參照?qǐng)D9，第三實(shí)施例對(duì)諧振變換電路37進(jìn)行改進(jìn)，具體地，上實(shí)施例的儲(chǔ)能電感Lm1可作為激磁電感集成到了與其并聯(lián)的隔離變壓器T1中，故不再出現(xiàn)在第三實(shí)施例的電路中。

雙向全橋諧振直流/直流變換器的控制方法第一實(shí)施例：

基于上述一至三實(shí)施例的變換器，和全橋諧振直流/直流變換器的控制方法，本雙向全橋諧振直流/直流變換器的控制單元對(duì)變換器實(shí)現(xiàn)控制，其控制方法包括：

當(dāng)能量變換方向是從第一濾波電路流向第二濾波電路時(shí)，執(zhí)行第一流向變換步驟，即能量從第一直流端口Vd1流向第二直流端口Vd2時(shí)；

第一流向變換步驟包括：

控制模塊41接收第一預(yù)設(shè)信號(hào)和第一反饋信號(hào)，第一反饋信號(hào)為采用第二濾波電路的工作電流或電壓所得，第一預(yù)設(shè)信號(hào)是由控制器輸出的；

控制模塊41根據(jù)第一預(yù)設(shè)信號(hào)和反饋信號(hào)運(yùn)算得出第一控制信號(hào)，控制模塊41根據(jù)第一預(yù)設(shè)信號(hào)運(yùn)算得出第一整流控制信號(hào)；

控制模塊41根據(jù)第一控制信號(hào)生成第一基準(zhǔn)脈沖信號(hào)和第一移相脈沖信號(hào)，控制模塊41對(duì)全橋電路32的第一橋臂按照第一基準(zhǔn)脈沖信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制模塊41對(duì)全橋電路32的第二橋臂按照第一移相脈沖信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得全橋電路32進(jìn)入主動(dòng)開關(guān)模式，根據(jù)能量傳輸?shù)男枰M快開關(guān)頻率、相位或占空比的調(diào)節(jié)；

控制模塊42根據(jù)第一整流控制信號(hào)對(duì)全橋電路34進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得全橋電路34的開關(guān)管進(jìn)入二極管模式，其等效電路如圖3(a)的整流電路,即有電流反向流過開關(guān)管才會(huì)被動(dòng)導(dǎo)通。

當(dāng)能量變換方向是從第二濾波電路流向第一濾波電路時(shí)，執(zhí)行第二流向變換步驟，即能量從第二直流端口Vd2流向第一直流端口Vd1時(shí)；

第二流向變換步驟包括：

控制模塊42接收第二預(yù)設(shè)信號(hào)和第二反饋信號(hào)，第二反饋信號(hào)為采用第一濾波電路的工作電流或電壓所得，第一預(yù)設(shè)信號(hào)是由控制器輸出的；

控制模塊42根據(jù)第二預(yù)設(shè)信號(hào)和反饋信號(hào)運(yùn)算得出第二控制信號(hào)，控制模塊42根據(jù)第二預(yù)設(shè)信號(hào)運(yùn)算得出第二整流控制信號(hào)；

控制模塊42根據(jù)第二控制信號(hào)生成第二基準(zhǔn)脈沖信號(hào)和第二移相脈沖信號(hào)，控制模塊42對(duì)全橋電路34的第一橋臂按照第二基準(zhǔn)脈沖信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制模塊42對(duì)全橋電路34的第二橋臂按照第二移相脈沖信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；

控制模塊41根據(jù)第二整流控制信號(hào)對(duì)全橋電路32進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得全橋電路32的開關(guān)管進(jìn)入二極管模式，可等效為全橋整流電路,即有電流反向流過開關(guān)管才會(huì)被動(dòng)導(dǎo)通。

雙向全橋諧振直流/直流變換器第四實(shí)施例：

參照?qǐng)D10，基于第三實(shí)施例進(jìn)行改進(jìn)，大致電路結(jié)構(gòu)與第三實(shí)施例相同，不同之處在于，諧振變換電路38沒有了隔直電容Cg1，而采用的是開關(guān)S1，開關(guān)S1連接在儲(chǔ)能電感Lm1和開關(guān)管Q3的漏極之間，開關(guān)S1可采用電子形式或機(jī)械形式的開關(guān)，開關(guān)S1接收控制單元的通斷控制。

雙向全橋諧振直流/直流變換器的控制方法第二實(shí)施例：

基于雙向全橋諧振直流/直流變換器的控制方法第一實(shí)施例，第二實(shí)施例增加了對(duì)于開關(guān)的控制步驟，具體為：

在控制單元接收第一預(yù)設(shè)信號(hào)和第一反饋信號(hào)之后，第一流向變換步驟還包括控制單元根據(jù)第一預(yù)設(shè)信號(hào)阻斷開關(guān)；

在控制單元接收第二預(yù)設(shè)信號(hào)和第二反饋信號(hào)之后，第二流向變換步驟還包括控制單元根據(jù)第二預(yù)設(shè)信號(hào)導(dǎo)通開關(guān)。

能量由濾波電路31向?yàn)V波電路35傳輸?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)下，切斷開關(guān)，將儲(chǔ)能電感從電路中脫離，在能量由濾波電路35向?yàn)V波電路31傳輸?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)下，閉合開關(guān)，將儲(chǔ)能電感投入到電路中，這樣仍然保證了雙向傳輸能量時(shí)，變換器都是LLC諧振電路特性，同時(shí)避免了正向工作時(shí)儲(chǔ)能電感造成的額外損耗。

雙向全橋諧振直流/直流變換器第五實(shí)施例：

參照?qǐng)D11和圖12，基于全橋諧振直流/直流變換器第一實(shí)施例和雙向全橋諧振直流/直流變換器第一實(shí)施例的相同原理上，即濾波電路51、濾波電路55、全橋電路52、全橋電路54和諧振變換電路，諧振變換電路包括諧振變換網(wǎng)絡(luò)53、控制模塊61、控制模塊62和控制器63。其中，濾波電路51、濾波電路55、全橋電路52、全橋電路54的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系均和上述實(shí)施例的相同。第五實(shí)施例主要對(duì)諧振變換網(wǎng)絡(luò)53進(jìn)行詳細(xì)說明。

諧振變換網(wǎng)絡(luò)53包括諧振電感Lr、繞組T1、諧振電容Crp、諧振電容Crs、開關(guān)模塊S1和開關(guān)模塊S2；諧振電容Crp的第一端與第一開關(guān)管的源極電連接，諧振電感Lr連接在諧振電容Crp的第二端和繞組T1的第一正極端之間，開關(guān)模塊S1連接在諧振電容Crp的第一端和第二端之間，繞組T1的第一負(fù)極端和第三開關(guān)管的源極電連接；諧振電容Crs連接在繞組T1的第二正極端電和第五開關(guān)管的源極之間，開關(guān)模塊S2連接在諧振電容Crs的兩端之間，繞組T1的第二負(fù)極端與第七開關(guān)管的源極電連接。諧振變換網(wǎng)絡(luò)還包括儲(chǔ)能電感Lm，儲(chǔ)能電感Lm連接在第一正極端和第一負(fù)極端之間。

開關(guān)模塊S1和開關(guān)模塊S2可采用繼電器、接觸器、MOS管或IGBT管，開關(guān)模塊S1接收控制器63輸出的第一開關(guān)控制信號(hào)，開關(guān)模塊S2接收控制器63輸出的第二開關(guān)控制信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)開關(guān)模塊的閉合或阻斷，繼而實(shí)現(xiàn)諧振電容Crp和諧振電容Crs的短路和導(dǎo)通。

雙向全橋諧振直流/直流變換器的控制方法第三實(shí)施例：

基于上述第五實(shí)施例的變換器，和全橋諧振直流/直流變換器的控制方法，本雙向全橋諧振直流/直流變換器的控制單元對(duì)變換器實(shí)現(xiàn)控制，其控制方法包括：

當(dāng)能量變換方向是從第一濾波電路流向第二濾波電路時(shí)，執(zhí)行第一流向變換步驟，即能量從第一直流端口Vd1流向第二直流端口Vd2時(shí)；

參照?qǐng)D13的等效電路圖，第一流向變換步驟包括：

開關(guān)模塊S1接收控制器63輸出的第一開關(guān)控制信號(hào)，開關(guān)模塊S2接收控制器63輸出的第二開關(guān)控制信號(hào)，使得開關(guān)模塊S1處于斷開狀態(tài)，將開關(guān)模塊S2處于閉合狀態(tài)，即諧振電容Crp導(dǎo)通，諧振電容Crs被短路；

控制模塊61接收第一預(yù)設(shè)信號(hào)和第一反饋信號(hào)，第一反饋信號(hào)為采用第二濾波電路的工作電流或電壓所得，第一預(yù)設(shè)信號(hào)是由控制器輸出的；

控制模塊61根據(jù)第一預(yù)設(shè)信號(hào)和反饋信號(hào)運(yùn)算得出第一控制信號(hào)，控制模塊61根據(jù)第一預(yù)設(shè)信號(hào)運(yùn)算得出第一整流控制信號(hào)；

控制模塊61根據(jù)第一控制信號(hào)生成第一基準(zhǔn)脈沖信號(hào)和第一移相脈沖信號(hào)，控制模塊61對(duì)全橋電路52的第一橋臂按照第一基準(zhǔn)脈沖信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制模塊61對(duì)全橋電路52的第二橋臂按照第一移相脈沖信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得全橋電路52進(jìn)入主動(dòng)開關(guān)模式，根據(jù)能量傳輸?shù)男枰M(jìn)行開關(guān)頻率、相位或占空比的調(diào)節(jié)；

控制模塊62根據(jù)第一整流控制信號(hào)對(duì)全橋電路54進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得全橋電路54的開關(guān)管進(jìn)入二極管模式，其等效電路如圖13的整流電路,即有電流反向流過開關(guān)管才會(huì)被動(dòng)導(dǎo)通。

當(dāng)能量變換方向是從第二濾波電路流向第一濾波電路時(shí)，執(zhí)行第二流向變換步驟，即能量從第二直流端口Vd2流向第一直流端口Vd1時(shí)。

在說明第二流向變換步驟之前，需要對(duì)等效變換進(jìn)行說明，請(qǐng)參照?qǐng)D14，諧振電感Lr和儲(chǔ)能電感Lm分別串聯(lián)和并聯(lián)在隔離變壓器原邊側(cè)，如圖14所示，根據(jù)電路原理，諧振電感和儲(chǔ)能電感也可以分別等效到隔離變壓器的副邊，如圖14所示。兩個(gè)電路的器件等效關(guān)系如下：

也就是說，圖12的電路中諧振電感Lr和儲(chǔ)能電感Lm可以等效變換到變壓器副邊側(cè)，兩個(gè)電感相對(duì)于變壓器原邊和副邊是一種對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式，再進(jìn)一步分析，諧振電容雖然也可以根據(jù)變壓器變比等效到變壓器副邊側(cè)，但其等效物理位置位于變壓器副邊側(cè)與等效儲(chǔ)能電感的中間，而不能形成與等效諧振電感串聯(lián)的電路形式，也就不能在變壓器副邊側(cè)形成標(biāo)準(zhǔn)的LLC諧振電路形式(諧振電感與諧振電容串聯(lián)，儲(chǔ)能電感直接與變壓器繞組并聯(lián))。

通過上述分析，傳統(tǒng)LLC隔離諧振電路中，將輸出整流二極管替換為開關(guān)管后，原邊全橋電路和副邊全橋電路、諧振電感、儲(chǔ)能電感以及隔離變壓器本身就是一種對(duì)稱結(jié)構(gòu)，能量雙向流動(dòng)時(shí)電路特性是一致的，影響能量雙向流動(dòng)特性的只有諧振電容一個(gè)元件。本發(fā)明在變壓器原邊側(cè)和副邊側(cè)分別串聯(lián)一個(gè)諧振電容，根據(jù)能量傳輸?shù)姆较?，用一個(gè)可控開關(guān)短路其中一個(gè)諧振電容，從而在能量正向傳輸或反向傳輸時(shí)，都使電路保持了傳統(tǒng)LLC諧振變換的優(yōu)勢(shì)。

第二流向變換步驟包括：

開關(guān)模塊S1接收控制器63輸出的第一開關(guān)控制信號(hào)，開關(guān)模塊S2接收控制器63輸出的第二開關(guān)控制信號(hào)，使得開關(guān)模塊S1處于閉合狀態(tài)，將開關(guān)模塊S2處于斷開狀態(tài)，即諧振電容Crp被短路，諧振電容Crs導(dǎo)通。繼而等效電路如圖15所示，等效諧振電感Lr’、副邊諧振電容Crs和等效儲(chǔ)能電感Lm’組成LLC諧振變換網(wǎng)絡(luò)，其決定由第二直流端口到第一直流端口的電路傳輸特性。

控制模塊62接收第二預(yù)設(shè)信號(hào)和第二反饋信號(hào)，第二反饋信號(hào)為采用第一濾波電路的工作電流所得，第一預(yù)設(shè)信號(hào)是由控制器輸出的；

控制模塊62根據(jù)第二預(yù)設(shè)信號(hào)和反饋信號(hào)運(yùn)算得出第二控制信號(hào)，控制模塊62根據(jù)第二預(yù)設(shè)信號(hào)運(yùn)算得出第二整流控制信號(hào)；

控制模塊62根據(jù)第二控制信號(hào)生成第二基準(zhǔn)脈沖信號(hào)和第二移相脈沖信號(hào)，控制模塊62對(duì)全橋電路54的第一橋臂按照第二基準(zhǔn)脈沖信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，控制模塊62對(duì)全橋電路54的第二橋臂按照第二移相脈沖信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；

控制模塊61根據(jù)第二整流控制信號(hào)對(duì)全橋電路52進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使得全橋電路52的開關(guān)管進(jìn)入二極管模式，可等效為全橋整流電路,即有電流反向流過開關(guān)管才會(huì)被動(dòng)導(dǎo)通。

雙向全橋諧振直流/直流變換器第六實(shí)施例：

參照?qǐng)D16，第六實(shí)施例是基于變換器的第五實(shí)施例對(duì)諧振變換網(wǎng)絡(luò)73進(jìn)行改進(jìn)，具體地，第五實(shí)施例中的儲(chǔ)能電感Lm可作為激磁電感集成到了與其并聯(lián)的隔離變壓器T1中，故不再出現(xiàn)在第六實(shí)施例的電路中。

雙向全橋諧振直流/直流變換器第七實(shí)施例：

參照?qǐng)D17，第七實(shí)施例是基于變換器的第五實(shí)施例對(duì)諧振變換網(wǎng)絡(luò)73進(jìn)行改進(jìn)，根據(jù)圖12的電路等效分析，諧振電感和儲(chǔ)能電感在由變壓器原邊等效變換到變壓器副邊的時(shí)候，引起了變壓器變比、等效諧振電感和等效儲(chǔ)能電感參數(shù)的一定波動(dòng)。這樣，本發(fā)明所述電路在能量正向傳輸或反向傳輸?shù)倪^程中，雖然通過切換諧振電容可以在電路上保持為標(biāo)準(zhǔn)的LLC諧振形式，但正反向工作時(shí)的諧振參數(shù)還是有一定差別的。如果要保證正反向工作時(shí)的諧振參數(shù)也保持基本一致，本實(shí)施例的解決辦法是設(shè)置諧振電感Lrp和諧振電感Lrs，諧振電感Lrp串聯(lián)在諧振電容Crp和變壓器原邊正極端之間，諧振電感Lrs串聯(lián)在諧振電容Crs和變壓器副邊正極端之間。

上述變換器第六實(shí)施例和第七實(shí)施例主要針對(duì)諧振變換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn)，故變換器第六實(shí)施例和第七實(shí)施例均適用于控制方法第三實(shí)施例的控制方法，也是能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的目的。另外需要說明的是雙向諧振變換電路包括第一濾波電路、第一全橋電路、諧振變換網(wǎng)絡(luò)、第二全橋電路和第二濾波電路和控制單元，而諧振變換網(wǎng)絡(luò)主要包括諧振電感、繞組、諧振電容、開關(guān)模塊和儲(chǔ)能電感等器件，其關(guān)系是適用于上述實(shí)施例的。

本發(fā)明是通過以上實(shí)施例進(jìn)行描述的，本技術(shù)領(lǐng)域人員知悉，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍情況下，可以對(duì)這些特征進(jìn)行等效替換或改變。因此，本發(fā)明不受上述公開的實(shí)施例的限制，所有落入本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的實(shí)施例都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。