技术摘要：
本发明公开了一种应用于能量路由器的DAB开关频率自适应方法，属于电力电子变压器控制技术领域。该技术方案包括，检测谐振电流过零点，实时检测电流谐振频率、计算频率值，判断谐振频率与开关频率的大小关系，调节开关频率使其与谐振频率接近。以检测驱动信号上升沿代替  全部
背景技术：
一种应用于能量路由器的DAB开关频率自适应方法，主要应用于串联谐振式双有 源桥的电力电子变压器控制方案。电力电子变压器，是一种将电力电子变换技术与基于电 磁感应原理的高频电能变换技术进行结合，实现电力系统中电压变换与能量传递的新型智 能变压器。与传统变压器相比还可实现无功功率补偿、电能质量调节、电网互联、新能源并 网、系统潮流控制等诸多功能。 串联谐振式双有源桥是电力电子变压器常用拓扑结构，该结构可以实现自然状态 下的零电流关断，开关损耗较小，且能够方便地实现能量的双向流动，提高电力电子变压器 的效率。其基本原理是利用高频变压器的漏感与谐振电容发生串联谐振，以谐振电容的初 始电压为激励，通过谐振腔的周期性震荡实现能量的传输过程。因为漏感与电容之间的串 联谐振是系统本身固有特性，具有不可控性，所以当串联谐振式双有源桥系统的IGBT开关 频率与系统的谐振频率不一致时，会导致IGBT发生硬关断，因而会增大系统损耗，造成整机 效率下降。利用FPGA检测系统谐振频率，将IGBT开关频率调节到与谐振频率接近，达到频率 自适应的目的，使IGBT关断电流减小，系统损耗降低。
技术实现要素：
本发明针对上述缺陷及需求，一种应用于能量路由器的DAB开关频率自适应方法， 在保证能量双向流动的基础上通过FPGA检测谐振电流频率，根据谐振频率调节开关频率， 达到开关频率自适应的目的，以实现零电流关断。 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： 一种应用于能量路由器的DAB开关频率自适应方法，其特征在于，所述方法包括如 下步骤： 步骤1：电力电子变压器后级拓扑结构为串联谐振型双有源桥结构。串联谐振式双 有源桥分为高压侧和低压侧，两侧H桥均采用为IGBT反并联二极管的结构，既可以实现整流 又可以实现逆变，为能量的双向流动提供回路。采用高频变压器，可以实现能量的传输，缩 小设备的体积。对谐振频率进行检测，调节开关频率与谐振频率一致，可以实现IGBT零电流 关断，降低开关过程损耗； 步骤2：以高压侧H桥1、4管的驱动信号开始时刻作为谐振电流上升过零点时刻，以 罗氏线圈过零检测电路检测到电流下降过零点时刻作为结束标志。FPGA检测到驱动信号上 升沿后开始计时，经过20us的等待时间，开始检测罗氏线圈输入信号的下降沿，检测到下降 沿后FPGA计时结束，开始根据计数值计算谐振频率； 步骤3：当FPGA计算频率结束，等待DSP下发模式切换指令。当工作模式切换到同步 3 CN 111600489 A 说　明　书 2/3 页 模式后，将检测到的谐振频率值与开关频率值进行比较，谐振频率检测值超过7KHz和10KHz 的限定范围则维持原开关频率不变，此项目的在于防止谐振频率检测值有误，造成IGBT开 关频率过高，损害器件。如果谐振频率小于开关频率，则将开关频率逐步减小，直到与谐振 频率接近。如果谐振频率大于开关频率，则将开关频率逐步增大，直到与谐振频率接近。此 时IGBT接近实现零电流关断功能，系统损耗大大降低； 步骤4：在开关频率调节完成之后，仍然对电流谐振频率进行实时检测，实时判断 开关频率与谐振频率之差的绝对值是否在谐振允许的误差范围之内。如果开关频率在谐振 频率±12的范围内，则维持原开关频率不变，系统仍正常稳定运行。如果超出范围，则重复 步骤3的内容，继续进行比较，调整开关频率直到再次进入稳定范围。 所述步骤1中采用IGBT反并联二极管的结构，能实现整流和逆变，为能量双向流动 提供回路。高压变压器实现高低压隔离，同时减小设备体积。调节开关频率与谐振频率接 近，实现频率自适应，可以有效降低开关损耗，提高系统效率。 所述步骤2中利用罗氏线圈检测谐振电流，通过过零比较电路来检测电流过零点， 可以在大电流下实现过零检测误差0.5us，从而提高谐振频率检测的精度，调节开关频率与 谐振频率更接近。 所述步骤3中对开关频率的调节分状态逐步进行的，开关频率与谐振频率的大小 和差值决定了开关频率调节的方向和调节的步长。控制IGBT在电流接近零时刻关断,可以 降低系统损耗。 所述步骤4中由于各个设备的谐振频率存在一定的偏差，所以在设备运行时需要 对谐振频率进行实时检测，判断是否在误差允许的范围内，超出范围及时进行调节，保证 IGBT能实现接近零电流关断。 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：本发明方案简单易行，控制方案 复杂度低，效果明显，通过硬件电路进行过零点检测，检测精度高。通过对电流谐振频率进 行实时检测，对开关频率进行实时调节，控制IGBT零电流时刻关断，有效降低了损耗。 附图说明 构成本申请一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意 性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。 图1为电力电子变压器拓扑结构图。 图2为串联谐振式双有源桥结构图。 图3为频率自适应程序框图。 图4为频率自适应控制流程图。 图5为开关频率与谐振频率相等时的波形图。 图6为关断电流波形图。 图7为调节之前的谐振电流波形图。