双向直流变换器及双向直流变换控制方法

摘要

本发明提供了一种双向直流变换器及双向直流变换控制方法，所述双向直流变换器包括第一斩波单元、第二斩波单元、变压器、电压检测单元以及控制单元，所述第二斩波单元连接到正母线和负母线；所述正母线和负母线之间具有第一电容，所述变压器的副边绕组的中间抽头与所述负母线之间串联连接有第二电感和第二电容，且所述第二电容的两端连接到第二外接端子；所述控制单元在能量由第一外接端子流向第二外接端子时，根据所述第二外接端子电压调整输出到第一斩波单元的控制端的脉冲宽度调制信号的占空比，直到所述电压检测单元测得的电压达到预设值。本发明可使双向直流变换器在拥有较大的传输比变化范围时保证能量的高效率传输。

说明书

技术领域

本发明涉及直流变换器领域，更具体地说，涉及一种双向直流变换器及双向直流变换控制方法。

背景技术

随着电动汽车及自动化行业的不断发展，越来越多应用场合要求实现双向能量传输。双向能量传输可由两个单向的功率变换器来实现，但是这种方式不仅功率密度低而且可靠性低，因此双向功率变换器应运而生。

相比于传统单向功率变换器，双向功率变换器虽然提高了功率密度，但是其效率等特性却会有所下降。基于此，实现高效率、高功率密度的双向功率变换器是当今电源行业所研究的重点之一。

如图1所示，是现有的降压/升压(Buck/Boost)变换器的电路拓扑图，该降压/升压变换器在降压时采用降压(Buck)拓扑，即开关管Q2保持关断，由PWM(plus widthmodulation，脉宽调制)波驱动的开关管Q1、电感L1、电容C2将电压V1降压为电压V2输出；在升压时采用升压(Boost)拓扑，即开关管Q1保持导通，由PWM波驱动的开关管Q2、电感L1、电容C2将电压V2升压为电压V1输出。该降压/升压变换器虽然可以实现双向的能量传输，但是这种变换器属于非隔离变换器，并且其单向只能实现升压或者降压中的一种，无法在单向上既实现降压又实现升压，应用场合较为局限。

如图2所示，是现有两级双向变换器的电路拓扑图。两级双向变换器的其中一级为降压/升压(Buck/Boost)非隔离结构(包括电感L1、开关管Q1、Q2、电容C3)，另外一级为隔离结构(包括隔离变换器)。两级双向变换器的降压/ 升压通常由Buck/Boost非隔离结构级实现。但该双向变换器由于采用两级结构，因此其体积较大，不利于功率密度的提升。

如图3所示，是现有双有源结构的两级双向变换器的电路拓扑图。该双向变换器的两端均为斩波电路(由开关管Q1～Q4组成的斩波电路和由开关管 Q5～Q8组成的斩波电路)，并通过斩波电路将两个电容C1、C2上的直流源转换为交流源作用于电感L1上，从而形成能量传输。但该双向变换器在电压传输比变化范围较大的时候效率下降严重。

如图4所示，是现有的双边双向谐振结构的双向变换器的电路拓扑图。该双向变换器的两端均为斩波电路(由开关管Q1～Q4组成的斩波电路和由开关管Q5～Q8组成的斩波电路)，且该双向变换器包括位于变压器T的两侧的谐振腔(由电感L1、L3、电容C3构成的谐振腔以及由电感L2、L4、电容C4构成的谐振腔)，其在正向和反向工作时都为典型的LLC串联谐振结构，可以实现全范围的软开关。但该双向变换器同样在电压传输比变化范围较大的时候效率下降严重。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述双向变换器在电压传输比变化范围较大的时候效率下降严重的问题，提供一种新的双向直流变换器及双向直流变换控制方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种双向直流变换器，包括第一斩波单元、第二斩波单元、变压器以及控制单元，所述第一斩波单元的第一侧连接到第一外接端子、第二侧经由第一电感连接到所述变压器的第一侧绕组；所述第二斩波单元的第一侧连接到所述变压器的第二侧绕组、第二侧连接到正母线和负母线；所述正母线和负母线之间具有第一电容，所述变压器的副边绕组的中间抽头与所述负母线之间串联连接有第二电感和第二电容，且所述第二电容的两端连接到第二外接端子；所述双向直流变换器还包括用于检测第二外接端子电压的电压检测单元；所述控制单元连接到所述第一斩波单元和第二斩波单元的控制端，且所述控制单元在能量由第一外接端子流向第二外接端子时，根据所述电压检测单元测得的电压调整输出到第一斩波单元的控制端的脉冲宽度调制信号的占空比，直到所述电压检测单元测得的电压达到预设值。

在本发明所述的双向直流变换器中，所述第一斩波单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，且所述第一开关管、第二开关管串联连接在所述第一外接端子的负极和正极之间、所述第三开关管和第四开关管串联连接在所述第一外接端子的负极和正极之间；所述第一开关管和所述第二开关管的连接点经由所述第一电感连接到所述变压器的原边绕组的首端、所述第三开关管和所述第四开关管的连接点连接到所述变压器的原边绕组的尾端；

所述第二斩波单元包括第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管，且所述第五开关管、第六开关管串联连接在负母线和正母线之间、所述第七开关管和第八开关管串联连接在负母线和正母线之间；所述第五开关管、第六开关管的连接点连接到所述变压器的副边绕组的首端、所述第七开关管和第八开关管的连接点连接到所述变压器的副边绕组的尾端；

在能量由第一外接端子流向第二外接端子时，所述控制单元向所述第一开关管的控制端输出第一调制信号、向所述第二开关管的控制端和所述第六开关管的控制端输出第二调制信号、向所述第三开关管的控制端输出第三调制信号、向所述第四开关管的控制端和第八开关管的控制端输出第四调制信号、向所述第五开关管的控制端输出第五调制信号、向所述第七开关管的控制端输出第六调制信号，并根据所述电压检测单元测得的电压逐步调整所述第一调制信号的占空比，直到所述电压检测单元测得的电压达到预设值；所述第一调制信号、第二调制信号、第三调制信号以及第四调制信号的占空比相同，且所述第一调制信号与第二调制信号的相位差为180度、与所述第四调制信号具有相同相位；所述第二调制信号与第三调制信号具有相同相位；所述第五调制信号与第二调制信号互补，所述第六调制信号与第一调制信号互补。

在本发明所述的双向直流变换器中，所述第一调制信号的占空比小于0.5。

在本发明所述的双向直流变换器中，所述控制单元在所述电压检测单元测得的电压大于预设值时减小所述第一调制信号的占空比、在所述电压检测单元测得的电压小于预设值时加大所述第一调制信号的占空比。

在本发明所述的双向直流变换器中，所述双向直流变换器包括用于检测第二电感电流值的电流检测单元；

所述第一斩波单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，且所述第一开关管、第二开关管串联连接在所述第一外接端子的负极和正极之间、所述第三开关管和第四开关管串联连接在所述第一外接端子的负极和正极之间；所述第一开关管和所述第二开关管的连接点经由所述第一电感连接到所述变压器的原边绕组的首端、所述第三开关管和所述第四开关管的连接点连接到所述变压器的原边绕组的尾端；

所述第二斩波单元包括第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管，且所述第五开关管、第六开关管串联连接在负母线和正母线之间、所述第七开关管和第八开关管串联连接在负母线和正母线之间；所述第五开关管、第六开关管的连接点连接到所述变压器的副边绕组的首端、所述第七开关管和第八开关管的连接点连接到所述变压器的副边绕组的尾端；

在能量由第一外接端子流向第二外接端子，且所述电流检测单元测得的电流大于或等于零时，所述控制单元向所述第一开关管的控制端输出第一调制信号、向所述第二开关管的控制端和所述第六开关管的控制端输出第二调制信号、向所述第三开关管的控制端输出第三调制信号、向所述第四开关管的控制端和第八开关管的控制端输出第四调制信号、向所述第五开关管的控制端输出第五调制信号、向所述第七开关管的控制端输出第六调制信号，并根据所述电压检测单元测得的电压逐步调整所述第一调制信号的占空比，直到所述电压检测单元测得的电压达到预设值或所述电流检测单元测得的电流小于零；所述第一调制信号、第二调制信号、第三调制信号以及第四调制信号的占空比相同，且所述第一调制信号与第二调制信号的相位差为180度、与所述第四调制信号具有相同相位；所述第二调制信号与第三调制信号具有相同相位，所述第五调制信号与第二调制信号互补，所述第六调制信号与第一调制信号互补；

在能量由第一外接端子流向第二外接端子，且所述电流检测单元测得的电流小于零时，所述控制单元向所述第一开关管、第四开关管、第五开关管及第八开关管输出第七调制信号、向所述第二开关管、第三开关管、第六开关管及第七开关管输出第八调制信号，并根据所述电压检测单元测得的电压逐步调整所述第七调制信号的占空比，直到所述电压检测单元测得的电压达到预设值；所述第七调制信号与第八调制信号的占空比相同，且所述第七调制信号与第八调制信号的相位差为180度。

在本发明所述的双向直流变换器中，所述第一调制信号和第七调制信号的占空比小于0.5。

在本发明所述的双向直流变换器中，所述控制单元在所述电压检测单元测得的电压大于预设值时减小所述第一调制信号和第七调制信号的占空比、在所述电压检测单元测得的电压小于预设值时加大所述第一调制信号和第七调制信号的占空比。

本发明还提供一种双向直流变换控制方法，在能量由第一外接端子流向第二外接端子时包括：

检测所述第二外接端子电压；

根据所述第二外接端子电压调整输出到第一斩波单元的控制端的脉冲宽度调制信号的占空比，直到所述第二外接端子电压达到预设值；其中，所述第一斩波单元的第一侧连接到第一外接端子、另一侧经由第一电感连接到所述变压器的原边绕组；

向第二斩波单元的控制端输出脉冲宽度调制信号使所述第二斩波单元将所述变压器的副边绕组的输出整流成直流电压；其中，所述第二斩波单元的第一侧连接到变压器的副边绕组、第二侧连接到正母线和负母线；所述正母线和负母线之间具有第一电容，所述变压器的副边绕组的中间抽头和负母线之间具有串联连接的第二电感和第二电容，且所述第二电容的两端连接到第二外接端子。

在本发明所述的双向直流变换控制方法中，所述第一斩波单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，且所述第一开关管、第二开关管串联连接在所述第一外接端子的负极和正极之间、所述第三开关管和第四开关管串联连接在所述第一外接端子的负极和正极之间；所述第一开关管和所述第二开关管的连接点经由所述第一电感连接到所述变压器的原边绕组的首端、所述第三开关管和所述第四开关管的连接点连接到所述变压器的原边绕组的尾端；所述第二斩波单元包括第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管，且所述第五开关管、第六开关管串联连接在负母线和正母线之间、所述第七开关管和第八开关管串联连接在负母线和正母线之间；所述第五开关管、第六开关管的连接点连接到所述变压器的副边绕组的首端、所述第七开关管和第八开关管的连接点连接到所述变压器的副边绕组的尾端；

所述根据所述第二外接端子电压调整输出到第一斩波单元的控制端的脉冲宽度调制信号的占空比包括：向所述第一开关管的控制端输出第一调制信号、向所述第二开关管的控制端和所述第六开关管的控制端输出第二调制信号、向所述第三开关管的控制端输出第三调制信号、向所述第四开关管的控制端和第八开关管的控制端输出第四调制信号、向所述第五开关管的控制端输出第五调制信号、向所述第七开关管的控制端输出第六调制信号，并根据所述第二外接端子电压逐步调整所述第一调制信号的占空比，直到所述第二外接端子电压达到预设值；所述第一调制信号、第二调制信号、第三调制信号以及第四调制信号的占空比相同，且所述第一调制信号与第二调制信号的相位差为180度、与所述第四调制信号具有相同相位；所述第二调制信号与第三调制信号具有相同相位；所述第五调制信号与第二调制信号互补，所述第六调制信号与第一调制信号互补。

在本发明所述的双向直流变换控制方法中，所述第一斩波单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，且所述第一开关管、第二开关管串联连接在所述第一外接端子的负极和正极之间、所述第三开关管和第四开关管串联连接在所述第一外接端子的负极和正极之间；所述第一开关管和所述第二开关管的连接点经由所述第一电感连接到所述变压器的原边绕组的首端、所述第三开关管和所述第四开关管的连接点连接到所述变压器的原边绕组的尾端；所述第二斩波单元包括第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管，且所述第五开关管、第六开关管串联连接在负母线和正母线之间、所述第七开关管和第八开关管串联连接在负母线和正母线之间；所述第五开关管、第六开关管的连接点连接到所述变压器的副边绕组的首端、所述第七开关管和第八开关管的连接点连接到所述变压器的副边绕组的尾端；

所述根据所述第二外接端子电压调整输出到第一斩波单元的控制端的脉冲宽度调制信号的占空比包括：

检测流经所述第二电感的电流；

在所述流经所述第二电感的电流大于或等于零时，所述控制单元向所述第一开关管的控制端输出第一调制信号、向所述第二开关管的控制端和所述第六开关管的控制端输出第二调制信号、向所述第三开关管的控制端输出第三调制信号、向所述第四开关管的控制端和第八开关管的控制端输出第四调制信号、向所述第五开关管的控制端输出第五调制信号、向所述第七开关管的控制端输出第六调制信号，并根据所述第二外接端子电压逐步调整所述第一调制信号的占空比，直到所述第二外接端子电压达到预设值或所述流经所述第二电感的电流小于零；所述第一调制信号、第二调制信号、第三调制信号以及第四调制信号的占空比相同，且所述第一调制信号与第二调制信号的相位差为180度、与所述第四调制信号具有相同相位；所述第二调制信号与第三调制信号具有相同相位，所述第五调制信号与第二调制信号互补，所述第六调制信号与第一调制信号互补；

在所述流经所述第二电感的电流小于零时，所述控制单元向所述第一开关管、第四开关管、第五开关管及第八开关管输出第七调制信号、向所述第二开关管、第三开关管、第六开关管及第七开关管输出第八调制信号，并根据所述第二外接端子电压逐步调整所述第七调制信号的占空比，直到所述第二外接端子电压达到预设值；所述第七调制信号与第八调制信号的占空比相同，且所述第七调制信号与第八调制信号的相位差为180度。

本发明的双向直流变换器及双向直流变换控制方法，通过调整脉冲宽度调制信号的占空比，调整双向直流变换器在反向能量传输时的电压增益，可使双向直流变换器在拥有较大的传输比变化范围时保证能量的高效率传输。

附图说明

图1是现有的降压/升压变换器的电路拓扑图；

图2是现有两级双向变换器的电路拓扑图；

图3是现有双有源结构的两级双向变换器的电路拓扑图；

图4是现有的双边双向谐振结构的双向变换器的电路拓扑图；

图5是本发明双向变换器实施例的示意图；

图6是本发明双向变换器在启动阶段的发波方式及第二电感对应电流波形；

图7是本发明双向变换器在第一外接端子输出电压达到预设值时的发波方式及第二电感对应电流波形；

图8是从连续电流模式切换到断续电流模式时第二电感电流的跛行图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图5所示，是本发明双向直流变换器实施例的示意图，该双向直流变换器可实现双向能量传输。本实施例中的双向直流变换器包括第一斩波单元51、第二斩波单元52、第一电感L1、第二电感L2、变压器Tx1、电压检测单元以及控制单元，其中电压检测单元连接到第一外接端子V1DC，以检测第一外接端子V1DC的电压；第一斩波单元51的第一侧连接到第一外接端子V1DC、第一斩波单元51的第二侧经由第一电感L1连接到变压器Tx1的原边绕组；第二斩波单元52采用H桥斩波电路，且第二斩波单元52的第一侧连接到变压器Tx1的副边绕组、第二斩波单元52的第二侧连接到正母线(+)和负母线(-)；上述正母线和负母线之间具有第一电容Cb，变压器Tx1的副边绕组的中间抽头和负母线之间具有串联连接的第二电感L2和第二电容C_2DC，且第二电容C_2DC的两端连接到第二外接端子V2DC。上述第一电容Cb用于在第二斩波单元52斩波过程中吸收能量，以使正母线电压达到一定的电压值；第二电容C_2DC用于在能量由第二外接端子V2DC输入时，对第二外接端子V2DC输入的直流电进行滤波。

上述控制单元连接到第一斩波单元51和第二斩波单元52的控制端，以实现斩波控制及整流控制。该控制单元具体可包括存储有控制指令的存储装置以及可执行控制指令的芯片，且上述控制指令用于在能量由第一外接端子V1DC流向第二外接端子V2DC时，根据电压检测单元实时测得的电压不断调整输出到第一斩波单元51的控制端的脉冲宽度调制信号的占空比，直到电压检测单元测得的电压达到预设值。

上述第一斩波单元51采用H桥斩波电路，其具体包括第一开关管Qp1、第二开关管Qp2、第三开关管Qp3和第四开关管Qp4，且第一开关管Qp1、第二开关管Qp2串联连接在第一外接端子V1DC的负极(-)和正极(+)之间、第三开关管Qp3和第四开关管Qp4串联连接在第一外接端子V1DC的负极(-)和正极(+)之间；第一开关管Qp1和第二开关管Qp2的连接点经由第一电感L1 连接到变压器Tx1的原边绕组的首端、第三开关管Qp3和第四开关管Qp4的连接点连接到变压器Tx1的原边绕组的尾端。

上述第二斩波单元52同样采用H桥斩波电路，其具体包括第五开关管Qs1、第六开关管Qs2、第七开关管Qs3和第八开关管Qs4，且第五开关管Qs1、第六开关管Qs2串联连接在负母线和正母线之间、第七开关管Qs3和第八开关管Qs4 串联连接在负母线和正母线之间；第五开关管Qs1、第六开关管Qs2的连接点连接到变压器Tx1的副边绕组的首端、第七开关管Qs3和第八开关管Qs4的连接点连接到变压器Tx2的副边绕组的尾端。

上述第一开关管Qp1、第二开关管Qp2、第三开关管Qp3、第四开关管 Qp4、第五开关管Qs1、第六开关管Qs2、第七开关管Qs3和第八开关管Qs4具体可采用IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)或 MOSFET(Metallic Oxide SemiconductorField Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等。

本实施例中的双向直流变换器在进行正向驱动(即能量由第一外接端子 V1DC流向第二外接端子V2DC)时，控制单元以脉冲宽度及脉冲间隔为控制变量来控制从第一外接端子V1DC到第二外接端子V2DC的电压增益。上述控制方式下，脉冲宽度调制信号的频率可以是确定的，也可以是变化的(可根据需要预先设置)。即在能量由第一外接端子V1DC流向第二外接端子V2DC时，控制单元根据从第一外接端子V1DC到第二外接端子V2DC的电压增益生成具有目标占空比的脉冲宽度调制信号并输出到第一斩波单元51的控制端，同时向第二斩波单元52输出使第二斩波单元52进行整流处理的脉冲宽度调制信号。

在双向直流变换器正向驱动时(即能量由第一外接端子V1DC流向第二外接端子V2DC)时，控制单元可向第一斩波单元51和第二斩波单元52输出脉冲宽度调制信号，使双向直流变换器工作于连续电流模式(Continuous Conduction Mode，CCM)。

具体地，如图6所示，在双向直流变换器工作于连续电流模式时，控制单元向第一开关管Qp1的控制端输出第一调制信号、向第二开关管Qp2的控制端和第六开关管Qs2的控制端输出第二调制信号、向第三开关管Qp3的控制端输出第三调制信号、向第四开关管Qp4的控制端和第八开关管Qs1的控制端输出第四调制信号、向第五开关管Qs1的控制端输出第五调制信号、向第七开关管 Qs3的控制端输出第六调制信号，并根据电压检测单元测得的电压逐步调整第一调制信号的占空比，直到电压检测单元测得的电压达到预设值；上述第一调制信号、第二调制信号、第三调制信号以及第四调制信号的占空比相同，且第一调制信号与第二调制信号的相位差为180度、与第四调制信号具有相同相位 (即相位差为零)；第二调制信号与第三调制信号具有相同相位；第五调制信号与第二调制信号互补，第六调制信号与第一调制信号互补。在实际应用中，也可将第二调制信号、第三调制信号、第四调制信号、第五调制信号和第六调制信号中的任一个作为调整对象，从而使其他调制信号相应变化，实现第二外接端子V2DC电压调整。

在双向直流变换器工作于连续电流模式时，该双向直流变换器的开环输入电压V_1DC(即第一外接端子电压)和输出电压V_2DC(即第二外接端子电压)大致满足以下计算式(1)：

其中t_on为第一调制信号的脉冲宽度，Ts为第一调制信号的周期，N为变压器的原边绕组与副边绕组的匝数比的2倍。

特别地，为避免第一外接端子V1DC直通，上述第一调制信号的占空比始终小于0.5。而第一调制信号的占空比的初始值则可根据需要设置，从第一外接端子V1DC到第二外接端子V2DC的电压增益越大，第一调制信号的占空比的初始值越小。

并且，上述控制单元在电压检测单元测得的电压大于预设值时，减小第一调制信号的占空比；该控制单元在电压检测单元测得的电压小于预设值时，加大所述第一调制信号的占空比。同样地，控制单元每一次调整第一调制信号的占空比的幅度可根据需要设置，电压检测单元测得的电压与预设值相差越大，占空比的调制幅度越大。

此外，在双向直流变换器正向驱动时(即能量由第一外接端子V1DC流向第二外接端子V2DC)时，控制单元还可向第一斩波单元51和第二斩波单元52 输出脉冲宽度调制信号，使双向直流变换器工作于连续电流模式(Continuous Conduction Mode，CCM)和断续电流模式(Discontinuous Conduction Mode， DCM)。

具体地，在双向直流变换器工作于连续电流模式和断续电流模式时，上述双向直流变换器还包括一个用于检测第二电感电流值的电流检测单元。在电流检测单元测得的电流大于或等于零(始终大于零)时，控制单元使双向直流变换器工作于连续电流模式，即向第一开关管Qp1的控制端输出第一调制信号、向第二开关管Qp2的控制端和第六开关管Qs2的控制端输出第二调制信号、向第三开关管Qp3的控制端输出第三调制信号、向第四开关管Qp4的控制端和第八开关管Qs1的控制端输出第四调制信号、向第五开关管Qs1的控制端输出第五调制信号、向第七开关管Qs3的控制端输出第六调制信号，并根据电压检测单元测得的电压逐步调整第一调制信号的占空比，直到电压检测单元测得的电压达到预设值；上述第一调制信号、第二调制信号、第三调制信号以及第四调制信号的占空比相同，且第一调制信号与第二调制信号的相位差为180度、与第四调制信号具有相同相位(即相位差为零)；第二调制信号与第三调制信号具有相同相位；第五调制信号与第二调制信号互补，第六调制信号与第一调制信号互补。

而一旦电流检测单元测得的电流小于零，控制单元将双向直流变换器切换到断续电流模式(切换前后的第二电感电流如图8所示)，如图7所示，即向第一开关管Qp1、第四开关管Qp4、第五开关管Qs1及第八开关管Qs4输出第七调制信号、向第二开关管Qp2、第三开关管Qp3、第六开关管Qs2及第七开关管 Qs3输出第八调制信号，并根据电压检测单元测得的电压逐步调整所述第七调制信号的占空比，直到电压检测单元测得的电压达到预设值；上述第七调制信号与第八调制信号的占空比相同，且第七调制信号与第八调制信号的相位差为 180度。同样地，也可将第八调制信号作为调整对象，从而使第七调制信号相应变化，实现第一外接端子V1DC电压调整。

在双向直流变换器工作于断续电流模式时，该双向直流变换器的开环输入电压V_1DC(即第一外接端子电压)和输出电压V_2DC(即第二外接端子电压)大致满足以下计算式(2)：

其中Ro为第二外接端子所连接负载的等效电阻，L为第二电感的电感值。

同样地，为避免第一外接端子V1DC直通，上述第一调制信号、第七调制信号的占空比始终小于0.5。而第七调制信号的占空比的初始值则为切换前第一调制信号的占空比。控制单元在电压检测单元测得的电压大于预设值时减小第一调制信号和第七调制信号的占空比、在电压检测单元测得的电压小于预设值时加大第一调制信号和第七调制信号的占空比。

本发明还提供一种双向直流变换控制方法，在能量由第一外接端子流向第二外接端子时包括：

检测第二外接端子电压；

根据第二外接端子电压调整输出到第一斩波单元的控制端的脉冲宽度调制信号的占空比，直到第二外接端子电压达到预设值；其中，第一斩波单元的第一侧连接到第一外接端子、另一侧经由第一电感连接到所述变压器的原边绕组；

向第二斩波单元的控制端输出脉冲宽度调制信号使第二斩波单元将变压器的副边绕组的输出整流成直流电压；其中，第二斩波单元的第一侧连接到变压器的副边绕组、第二侧连接到正母线和负母线；正母线和负母线之间具有第一电容，所述变压器的副边绕组的中间抽头和负母线之间具有串联连接的第二电感和第二电容，且第二电容的两端连接到第二外接端子。

上述第一斩波单元和第二斩波单元可分别采用H桥斩波电路，即第一斩波单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管，且第一开关管、第二开关管串联连接在第一外接端子的负极和正极之间、第三开关管和第四开关管串联连接在所述第一外接端子的负极和正极之间；第一开关管和第二开关管的连接点经由所述第一电感连接到变压器的原边绕组的首端、第三开关管和所述第四开关管的连接点连接到变压器的原边绕组的尾端；第二斩波单元包括第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管，且第五开关管、第六开关管串联连接在负母线和正母线之间、第七开关管和第八开关管串联连接在负母线和正母线之间；第五开关管、第六开关管的连接点连接到变压器的副边绕组的首端、第七开关管和第八开关管的连接点连接到变压器的副边绕组的尾端。

在控制能量从第一外接端子流向第二外接端子时，可使双向直流变换器始终工作在连续电流模式，即在根据第二外接端子电压调整输出到第一斩波单元的控制端的脉冲宽度调制信号的占空比时，向第一开关管的控制端输出第一调制信号、向第二开关管的控制端和第六开关管的控制端输出第二调制信号、向第三开关管的控制端输出第三调制信号、向第四开关管的控制端和第八开关管的控制端输出第四调制信号、向第五开关管的控制端输出第五调制信号、向第七开关管的控制端输出第六调制信号，并根据第二外接端子电压逐步调整第一调制信号的占空比，直到第二外接端子电压达到预设值。上述第一调制信号、第二调制信号、第三调制信号以及第四调制信号的占空比相同，且第一调制信号与第二调制信号的相位差为180度、与第四调制信号具有相同相位；第二调制信号与第三调制信号具有相同相位；第五调制信号与第二调制信号互补，第六调制信号与第一调制信号互补。

在上述双向直流变换器处于连续电流模式时，为避免第一外接端子V1DC 直通，上述第一调制信号的占空比始终小于0.5。而第一调制信号的占空比的初始值则可根据需要设置，从第一外接端子V1DC到第二外接端子V2DC的电压增益越大，第一调制信号的占空比的初始值越小。并且，在进行占空比调整时，若第二外接端子电压大于预设值时，减小第一调制信号的占空比；若第二外接端子电压小于预设值时，加大所述第一调制信号的占空比。并且，每一次调整第一调制信号的占空比的幅度可根据需要设置，通常第二外接端子电压与预设值相差越大，占空比的调制幅度越大。

此外，在控制能量从第一外接端子流向第二外接端子时，还可使双向直流变换器始终工作在连续电流模式和断续电流模式，即在根据第二外接端子电压调整输出到第一斩波单元的控制端的脉冲宽度调制信号的占空比时，还需检测流经第二电感的电流。在流经第二电感的电流大于或等于零时，首先向第一开关管的控制端输出第一调制信号、向第二开关管的控制端和第六开关管的控制端输出第二调制信号、向第三开关管的控制端输出第三调制信号、向第四开关管的控制端和第八开关管的控制端输出第四调制信号、向第五开关管的控制端输出第五调制信号、向第七开关管的控制端输出第六调制信号，并根据第二外接端子测得的电压逐步调整所述第一调制信号的占空比，直到第二外接端子电压达到预设值或流经第二电感的电流小于零。上述第一调制信号、第二调制信号、第三调制信号以及第四调制信号的占空比相同，且第一调制信号与第二调制信号的相位差为180度、与第四调制信号具有相同相位；第二调制信号与第三调制信号具有相同相位，第五调制信号与第二调制信号互补，第六调制信号与第一调制信号互补。

一旦检测到流经第二电感的电流小于零时，即切换到断续电流模式，向第一开关管、第四开关管、第五开关管及第八开关管输出第七调制信号、向第二开关管、第三开关管、第六开关管及第七开关管输出第八调制信号，并根据第二外接端子电压逐步调整第七调制信号的占空比，直到第二外接端子电压达到预设值。第七调制信号与第八调制信号的占空比相同，且第七调制信号与第八调制信号的相位差为180度。

同样地，为避免第一外接端子V1DC直通，上述第一调制信号、第七调制信号的占空比始终小于0.5。而第七调制信号的占空比的初始值则为切换前第一调制信号的占空比。控制单元在第二外接端子电压大于预设值时减小第一调制信号和第七调制信号的占空比、在第二外接端子电压小于预设值时加大第一调制信号和第七调制信号的占空比。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。