申请/专利权人：台达电子企业管理(上海)有限公司

申请日：2018-02-05

公开（公告）日：2021-04-27

公开（公告）号：CN110120752B

主分类号：H02M7/217(20060101)

分类号：H02M7/217(20060101);H02M1/42(20070101);H02M3/158(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.27#授权;2019.09.06#实质审查的生效;2019.08.13#公开

摘要：本公开提出一种功率变换器以及用于控制功率变换器的方法。该功率变换器包括PFC整流模块和DC‑DC变换模块。该方法包括：当功率变换器的输出电压大于或等于PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，控制DC‑DC变换模块工作在常导通状态，则PFC整流模块输出的母线电压根据所述功率变换器的输出电压调整；当功率变换器的输出电压小于PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，控制DC‑DC变换模块工作在调压状态，则PFC整流模块输出恒定的母线电压。通过切换功率变换器的控制策略，能够提高功率变换器的转换效率。

主权项：1.一种用于控制功率变换器的方法，其特征在于，所述功率变换器包括第一级PFC整流模块和第二级DC-DC变换模块，所述PFC整流模块连接所述功率变换器的AC输入、正直流母线和负直流母线，所述DC-DC变换模块连接所述正直流母线和所述负直流母线、及所述功率变换器的输出，该方法包括：获取所述功率变换器的输出电压，当所述功率变换器的输出电压大于或等于所述PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，控制所述DC-DC变换模块工作在常导通状态，则所述PFC整流模块将所述功率变换器的AC输入转换为所述功率变换器的输出电压，所述功率变换器工作在单级模式；当所述功率变换器的输出电压小于所述PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，控制所述DC-DC变换模块工作在调压状态，则所述PFC整流模块输出恒定的母线电压，所述功率变换器工作在两级模式，并且所述DC-DC变换模块的输出电压为所述功率变换器的输出电压。

全文数据：功率变换器及其控制方法技术领域本公开涉及电路领域，更特别地，涉及一种功率变换器及其控制方法。背景技术由于电动汽车在环保、清洁、节能等方面的优点，近年来得到了广泛普及。电动汽车发展的主要瓶颈在于电池，为满足电动汽车的使用需求，车载电池需要满足高比能、高比功率的要求，同时稳定、高效、快速的充电技术也至关重要。根据安放位置的不同，电动汽车充电机可分为车载充电机和地面充电机。地面充电机又称直流充电机，采用直流充电模式为电动汽车动力蓄电池总成进行充电，输出的电压和电流调整范围大，可以提供几百千瓦的充电功率，为电动汽车进行快速充电。电动汽车地面充电机以传导式大功率地面充电机为主，通常由一个单相或者三相不可控整流桥将单相交流电或者是三相交流电整流成直流，然后通过一个DC-DC变换电路转化为直流电压和直流电流都可控的电源给蓄电池充电。由于后级采用降压变换器拓扑，因此中间的直流母线需控制在较高的电压等级，对于不同输出电压情况，这种两级结构控制方式不够灵活，功率转换效率较低。因此，存在对电动汽车所使用的地面充电机中的功率变换器的结构及其控制方法进行改进的需求。发明内容本公开旨在提供一种改进的两级式拓扑的功率变换器及其控制方法，以解决电动汽车的地面充电机中使用的功率变换器的控制方式不够灵活以及功率转换效率较低的问题。根据本公开的一方面，提出一种用于控制功率变换器的方法，所述功率变换器包括PFC整流模块和DC-DC变换模块，所述PFC整流模块连接所述功率变换器的AC输入、正直流母线和负直流母线，所述DC-DC变换模块连接所述正直流母线和所述负直流母线、及所述功率变换器的输出，该方法包括：获取所述功率变换器的输出电压，当所述功率变换器的输出电压大于或等于所述PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，控制所述DC-DC变换模块工作在常导通状态，则所述PFC整流模块输出的母线电压根据所述功率变换器的输出电压调整；当所述功率变换器的输出电压小于所述PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，控制所述DC-DC变换模块工作在调压状态，则所述PFC整流模块输出恒定的母线电压，并且所述DC-DC变换模块的输出电压为所述功率变换器的输出电压。根据本公开的实施例，当所述DC-DC变换模块工作在常导通状态时，所述DC-DC变换模块不进行电压转换。根据本公开的实施例，所述DC-DC变换模块为一BUCK变换模块，所述BUCK变换模块包括一主开关管，当所述DC-DC变换模块工作在常导通状态时，所述主开关管保持100％占空比导通。根据本公开的实施例，所述PFC整流模块为三相维也纳PFC电路，所述三相维也纳PFC电路输出的母线电压的最小限值为：其中，Vin_phase为所述三相维也纳PFC电路的输入相电压的有效值。根据本公开的实施例，所述BUCK变换模块包括第一变换电路、正输出端和负输出端，所述第一变换电路包括第一主开关管、第一同步整流管、第一电感器和第一电容器，所述第一主开关管一端连接所述正直流母线，另一端经由所述第一电感器连接所述正输出端，所述第一同步整流管并联连接于所述第一电感器和所述第一电容器组成的第一滤波电路；当所述BUCK变换模块工作在常导通状态时，所述第一主开关管保持100％占空比导通，所述第一同步整流管保持关断；当所述BUCK变换模块工作在调压状态时，对所述第一主开关管进行PWM控制，所述第一同步整流管与所述第一主开关管互补导通，调节所述BUCK变换模块的输出电压。根据本公开的实施例，所述BUCK变换模块还包括第二变换电路，所述第二变换电路与所述第一变换电路结构相同，且所述第二变换电路与所述第一变换电路串联连接于所述BUCK变换模块的所述正输出端与所述负输出端之间。根据本公开的实施例，所述BUCK变换模块包括多个所述第一变换电路，所述多个第一变换电路并联连接；当所述BUCK变换模块工作在调压状态时，所述多个第一变换电路交错导通。根据本公开的实施例，所述功率变换器为非隔离结构。根据本公开的实施例，所述PFC整流模块为T型三电平PFC电路。根据本公开的另一方面，提出一种功率变换器，所述功率变换器包括PFC整流模块和DC-DC变换模块，所述PFC整流模块连接所述功率变换器的AC输入、正直流母线和负直流母线，所述DC-DC变换模块连接所述正直流母线和所述负直流母线、及所述功率变换器的输出，所述功率变换器设置为：当所述功率变换器的输出电压大于或等于所述PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，所述DC-DC变换模块工作在常导通状态，则所述PFC整流模块输出的母线电压根据所述功率变换器的输出电压调整；当所述功率变换器的输出电压小于所述PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，所述DC-DC变换模块工作在调压状态，则所述PFC整流模块输出恒定的母线电压，并且所述DC-DC变换模块的输出电压为所述功率变换器的输出电压。根据本公开的实施例，当所述DC-DC变换模块工作在常导通状态时，所述DC-DC变换模块不进行电压转换。根据本公开的实施例，所述DC-DC变换模块为一BUCK变换模块，所述BUCK变换模块包括一主开关管，当所述DC-DC变换模块工作在常导通状态时，所述主开关管保持100％占空比导通。根据本公开的实施例，所述PFC整流模块为三相维也纳PFC电路，所述三相维也纳PFC电路输出的母线电压的最小限值为：其中，Vin_phase为所述三相维也纳PFC电路的输入相电压的有效值。根据本公开的实施例，所述BUCK变换模块包括第一变换电路、正输出端和负输出端，所述第一变换电路包括第一主开关管、第一同步整流管、第一电感器和第一电容器，所述第一主开关管一端连接所述正直流母线，另一端经由所述第一电感器连接所述正输出端，所述第一同步整流管并联连接于所述第一电感器和所述第一电容器组成的第一滤波电路；当所述BUCK变换模块工作在常导通状态时，所述第一主开关管保持100％占空比导通，所述第一同步整流管保持关断；当所述BUCK变换模块工作在调压状态时，对所述第一主开关管进行PWM控制，所述第一同步整流管与所述第一主开关管互补导通，调节所述BUCK变换模块的输出电压。根据本公开的实施例，所述BUCK变换模块还包括第二变换电路，所述第二变换电路与所述第一变换电路结构相同，且所述第二变换电路与所述第一变换电路串联连接于所述BUCK变换模块的所述正输出端与所述负输出端之间。根据本公开的实施例，所述BUCK变换模块包括多个所述第一变换电路，所述多个第一变换电路并联连接，当所述BUCK变换模块工作在调压状态时，所述多个第一变换电路交错导通。根据本公开的实施例，所述功率变换器为非隔离结构。根据本公开的实施例，所述PFC整流模块为T型三电平PFC电路。根据本公开的改进的功率变换器及其控制方法，通过采样功率变换器的输出电压，并比较输出电压与前级输出的母线电压的最低限值，根据比较结果切换功率变换器的控制策略，调整后级变换器的工作状态，以简单高效的控制方式提高功率变换器的转换效率。附图说明通过参照附图详细描述其示例性实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。图1为包含两级结构的功率变换器的地面充电机的结构框图；图2为本公开实施例的两级式功率变换器的结构框图；图3为本公开中用于控制功率变换器的方法流程图；图4为本公开实施例的功率变换器的输出电压范围的示意图；图5为DC-DC变换模块现有的旁路示意图；图6为DC-DC变换模块为BUCK变换模块的电路拓扑结构的示意图；图7和图8分别为本公开中DC-DC变换模块在不同工作状态下的等效电路拓扑结构的示意图；图9为本公开一实施例中功率变换器的BUCK变换模块的电路拓扑结构的示意图；图10为本公开一实施例的两级结构功率变换器的电路拓扑结构的示意图；图11为本公开另一实施例的两级结构功率变换器的电路拓扑结构的示意图；图12为本公开又一实施例的两级结构功率变换器的电路拓扑结构的示意图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例性实施例。然而，示例性实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例性实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能会夸大部分元件的尺寸或加以变形。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、元件等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法或者操作以避免模糊本公开的各方面。参考图1所示的包含两级结构的功率变换器的地面充电机。地面充电机采用三相交流电作为输入电源，系统结构主要包括EMI滤波器、整流模块、以及DC-DC变换模块。其中，EMI滤波器用于过滤来自电网的交流电力输入中的干扰。整流模块用于将交流电力转换为直流电力并在直流母线上输出，通常整流模块还具有功率因数校正PFC功能。DC-DC变换模块将直流母线上的直流电力转换为负载可使用的直流输出。在本公开所使用的地面充电机应用中，功率变换器主要由整流模块和DC-DC变换模块构成，其中DC-DC变换模块主要完成电压调节，特别是降压的功能。图2示出本公开的功率变换器的结构框图。如图2所示，功率变换器4包括PFC整流模块41和DC-DC变换模块42，功率变换器4接收AC输入，并输出直流电力提供给负载43如电动汽车。功率变换器4还具有正直流母线BUS+和负直流母线BUS-。PFC整流模块41连接功率变换器4的AC输入、正直流母线BUS+和负直流母线BUS-；DC-DC变换模块42连接正直流母线BUS+、负直流母线BUS-及功率变换器4的输出。图3示出本公开中用于控制功率变换器4的方法流程图。在实际工作过程中，两级结构的功率变换器的控制策略的切换满足如下步骤。S100：获取功率变换器的输出电压。S200：判断功率变换器的输出电压是否大于或等于功率变换器的PFC整流模块输出的母线电压的最小限值。根据上述比较结果，S310：当功率变换器的输出电压大于或等于功率变换器的PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，控制DC-DC变换模块工作在常导通状态，则PFC整流模块输出的母线电压根据功率变换器的输出电压调整。S320：当功率变换器的输出电压小于功率变换器的PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，控制DC-DC变换模块工作在调压状态，PFC整流模块输出恒定的母线电压，并且DC-DC变换模块的输出电压为功率变换器的输出电压。在步骤S310中，当DC-DC变换模块工作在常导通状态时，DC-DC变换模块不进行电压转换。现在参照图4示出的功率变换器的输出电压范围，输入的线电压Vin范围以408V-530V为例。在图4的区域1，当功率变换器所需的输出电压高于前级PFC整流模块输出的母线电压的最低限值如665V时，直接控制前级PFC整流模块使整流模块输出的母线电压根据所需的输出电压调整工作状态1，即前级PFC整流模块提供功率变换器的输出电压，同时将后级DC-DC变换模块旁路，从而使得整个功率变换器工作在单级模式，可提高整体效率。在图4的区域2中，当功率变换器所需的输出电压小于前级PFC整流模块输出的母线电压的最低限值如665V时，无法通过直接控制前级PFC整流模块得到所需的输出电压，则控制前级PFC整流模块输出的中间母线电压为某一固定值，后级DC-DC变换模块工作在正常调压模式工作状态2，一般为降压模式，使得功率变换器工作在两级模式。对于工作状态的切换，现有做法中通常采用增加开关元件将整个DC-DC变换模块旁路的方式。参见图5所示的DC-DC变换模块的旁路示意图，通过功率开关或继电器K1和K2将后级DC-DC变换模块旁路。但是，这种通过功率开关或继电器旁路变换模块的方式，在电路中加入了额外的功率器件，系统体积、重量随之增大，成本提高。而根据本公开提出的控制策略，通过控制功率变换器中的开关元件，使前级整流模块以及后级变换模块在工作状态1和2之间切换，无需额外的功率器件。本公开针对两级式拓扑结构的功率变换器，提出改进的控制策略。该策略通过在不同条件下切换功率变换器的控制方式，优化功率变换器的系统转换效率。具体来说，控制策略对输出电压进行采样，根据功率变换器的输出电压所落入的范围，对功率变换器控制方式进行切换，从而实现系统效率的优化。因为前级PFC整流模块具有电压调节功能，当所需的输出电压较高时，落入PFC整流模块输出电压的调节范围内。此时，不再需要DC-DC变换模块进行降压，DC-DC变换模块工作于常导通状态。与传统的两级式功率变换器的控制方法相比，此种工作模式可降低后级DC-DC变换模块的开关损耗以及扼流圈的损耗chokecoreloss，提升系统效率。图6示出DC-DC变换模块为降压BUCK变换模块的电路拓扑结构。BUCK变换模块的输入来自前级PFC整流模块输出的直流母线电压。Q1为主开关管，Q2为同步整流管。Q1一端连接正直流母线BUS+，另一端经由滤波电感L1连接BUCK变换模块即DC-DC变换模块的正输出端V0+。Q2并联连接于由电感器L1和电容器C1构成的LC滤波电路的两端。电容器C1串联在BUCK变换模块即DC-DC变换模块的正输出端V0+和负输出端V0-之间。当控制DC-DC变换模块工作在调压状态时，BUCK变换模块通过采样输出电压与滤波电感L1的电流进行闭环控制，输出主开关管Q1的驱动信号，调节主开关管Q1的占空比。同步整流管Q2与主开关管Q1互补导通，适当增加死区以避免直通。Q1、Q2均为受控开关管，如IGBT、MOSFET等。当控制DC-DC变换模块工作在常导通状态时，主开关管Q1常导通，同步整流管Q2关断，则BUCK变换模块不再进行电压转换，而等效为一级LC滤波器，此时BUCK变换模块的输入电压和输出电压相等。需要说明的是，本实施例BUCK变换模块的拓扑结构仅为示意，并非用于限制本发明，例如图6中的同步整流管Q2可由一个二极管代替。图7和图8分别为后级DC-DC变换模块在不同工作状态的等效示意图。如图7和图8所示，当后级BUCK变换模块工作在常导通状态时，BUCK变换模块对功率变换器的输出电压和输出电流进行采样但不进行电压转换和调节，BUCK变换模块的主开关管Q1保持100％占空比导通，同步整流管Q2保持关断，BUCK变换模块等效为一级LC滤波器。当后级BUCK变换模块工作在正常调压模式在本例中为降压模式时，对BUCK变换模块的输出电压和输出电流进行闭环控制得到开关管的控制信号，以对主开关管Q1进行PWM控制，同步整流管Q2与主开关管Q1互补导通，调节主开关管Q1的占空比实现BUCK变换模块输出电压的调节。图9示出本公开又一实施例的BUCK变换模块的拓扑结构示意图。如图9所示，功率变换器11包括前级PFC整流模块111及后级DC-DC变换模块，且后级DC-DC变换模块为BUCK变换模块112。BUCK变换模块112包括第一变换电路1121、第二变换电路1122、正输出端V0+及负输出端V0-，其中正输出端V0+及负输出端V0-也是功率变换器11的输出端。第一变换电路1121与第二变换电路1122结构相同，并且串联连接于BUCK变换模块112的正输出端Vo+和负输出端Vo-之间。第一变换电路1121的主开关管Q1一端连接整流模块111输出的正直流母线，另一端经由滤波电感L1连接BUCK变换电路112的正输出端Vo+，同步整流管Q2并联于由滤波电感L1和输出电容器COH构成的LC滤波电路的两端。第二变换电路1122的主开关管Q3一端连接整流模块111输出的负直流母线，另一端经由滤波电感L2连接BUCK变换电路112的负输出端Vo-，同步整流管Q4并联于由滤波电感L2和输出电容器COL构成的LC滤波电路的两端。另外，输出电容器COH和COL之间的连接点可以连接前级整流模块111输出的中性点。本实施例中，主开关管Q1、Q3及同步整流管Q2、Q4均为受控开关管，但本公开不以此为限。通过这种串联结构，可以提高DC-DC变换模块的输出电压，满足不同负载的要求，同时也可以降低元件承受的压力，延长器件寿命。当BUCK变换模块112工作在常导通状态时，主开关管Q1和Q3保持100％占空比导通，同步整流管Q2和Q4保持关断。当BUCK变换模块112工作在调压状态时，对主开关管Q1和Q3进行PWM控制，同步整流管Q2与主开关管Q1互补导通，同步整流管Q4与主开关管Q3互补导通，调整BUCK变换模块112的输出电压。另外，根据本公开的实施例，上述第一变换电路和第二变换电路中的至少一者还可以由多个变换电路通过并联连接构成。当BUCK变换模块112工作在调压状态时，第一变换电路和或第二变换电路中的多个变换电路交错导通。通过多个变换电路形成的交错并联结构，并且多个变换电路交错导通，可以有效降低功率变换器11的输出纹波，提高功率变换器11的效率。根据本公开各实施例中的功率变换器，前级使用PFC整流模块得到中间直流母线电压，后级采用DC-DC变换模块得到宽范围的输出电压。针对这种结构的两级式功率变换器，均可采用本文提出的根据输出电压进行控制方法切换的控制策略。图10示出用于直流充电的两级式功率变换器的电路拓扑结构。从电网输入的交流电力先经过EMI滤波器滤波后，作为功率变换器12的交流电力输入。功率变换器12的前级PFC整流模块121采用基于维也纳VIENNAPFC电路的整流模块，将三相交流电力输入转换为正直流母线BUS+、负直流母线BUS-上的直流输出。功率变换器12的后级DC-DC变换模块122采用BUCK变换模块，BUCK变换模块同图9所示的上下变换电路串联的结构，具体描述请参考图9，此处不再赘述。图10所示的电路拓扑结构具有许多优点，包括但不限于：功率器件电压应力低、电流谐波含量小、容易实现高功率密度等。PFC整流模块121可由三相三线维也纳PFC电路构成，其输入为三相交流电力输入。维也纳PFC电路的主要作用是将输入的交流电流转换为正弦波，降低功率变换器12自身的谐波从而减少来自电网的噪声。图10中所示的PFC电路为三电平结构，能量只能单向流动，电路中无开关管直通问题。本领域技术人员可以想到，其他类型的PFC电路如三相四线维也纳PFC电路，也适于作为功率变换器12的整流模块，并且其控制方式也与本示例类似。以维也纳PFC电路的一相整流桥电路为例，如图10中虚线框1231所示，当该整流桥电路中的开关管Q2和Q3全部关断时，该整流桥电路变为不控整流桥。当所有相对应的整流桥电路中的开关管都关断时，维也纳PFC电路等效为不控整流电路，此时维也纳PFC电路在正直流母线BUS+和负直流母线BUS-上输出的母线电压即为在可控条件下功率变换器12的前级三相三线维也纳PFC电路输出的母线电压的最低限值。该最低限值可表示为：其中，Vin_phase为三相三线维也纳PFC电路的输入相电压的有效值。将上述母线电压的最低限值与负载所需的功率变换器12的输出电压进行比较，判断是否进行系统控制策略的切换。在控制策略上，两级功率变换器采用前后级相对独立的控制方式，前级VIENNAPFC电路对三相交流电输入进行整流，并控制PFC整流模块121输出的直流母线电压为某一设定电压，为后级BUCK变换模块122提供稳定的直流输入电压。后级BUCK变换模块122根据实际负载需求控制系统输出电压和输出电流。这种两级的功率变换器结构可以实现较宽的输出电压范围要求。但是，由于后级采用BUCK变换模块122，中间的直流母线电压需控制在较高的电压等级，对于功率变换器12的不同输出电压情况，这种两级结构的功率变换器12的系统转换效率较低。而上述功率变换器12，采用本公开的控制策略，可以有效解决上述问题，具体如下所述。对于前级PFC整流模块121而言，当功率变换器12所需的输出电压较高，并且高于前级PFC整流模块121闭环控制所能输出的母线电压的最小限值时，根据功率变换器12的输出电压需求，调节PFC电路闭环控制电压设定，此时PFC整流模块121输出的直流母线电压根据功率变换器的输出电压调整，使前级的维也纳PFC电路输出功率变换器12的输出电压，提供给负载。当功率变换器12所需的输出电压小于前级PFC整流模块121的输出电压的最小限值时，无法通过直接控制前级PFC整流模块121得到所需输出电压，PFC整流模块121控制输出的母线电压为某一设定值，无论负载如何变化，通过调整输出的母线电流，始终保持功率变换器12的中间直流母线电压恒定。图11示出本公开一实施例的两级式功率变换器的电路拓扑结构。如图11所示，两级式功率变换器13包括三相维也纳PFC电路构成的前级整流模块131和由交错并联BUCK变换电路构成的后级DC-DC变换模块132。三相维也纳PFC电路的结构和功能请参考图10的描述，此处不再赘述。DC-DC变换模块132包括第一交错并联BUCK变换电路1321、第二交错并联BUCK变换电路1322、正输出端V0+及负输出端V0-，其中正输出端V0+及负输出端V0-也是功率变换器13的输出端。第一交错并联BUCK变换电路1321与第二交错并联BUCK变换电路1322结构相同，并且串联连接于正输出端Vo+和负输出端Vo-之间。第一交错并联BUCK变换电路1321连接在三相维也纳PFC电路的正直流母线输出BUS+和中性点之间，包括并联连接的第一支路及第二支路。第二交错并联BUCK变换电路1322连接在三相维也纳PFC电路的负直流母线输出BUS-和中性点之间，包括并联连接的第三支路及第四支路。其中，第一支路、第二支路、第三支路及第四支路的结构与图6所示BUCK变换模块的结构相同，此处不再赘述。当DC-DC变换模块132工作在常导通状态，主开关管Q51、Q53、Q56及Q58保持100％占空比导通，同步整流管Q52、Q54、Q55及Q57保持关断。当DC-DC变换模块132工作在调压状态，对主开关管Q51、Q53、Q56及Q58进行PWM控制，同步整流管Q52与主开关管Q51互补导通，同步整流管Q54与主开关管Q53互补导通，同步整流管Q55与主开关管Q56互补导通，同步整流管Q57与主开关管Q58互补导通，调节DC-DC变换模块132的输出电压，并且第一支路与第二支路交错导通，第三支路与第四支路交错导通。DC-DC变换模块132采用交错并联结构可以有效消除功率变换器输出电流中的纹波干扰，且第一交错并联BUCK变换电路1321与第二交错并联BUCK变换电路1322串联输出，可以提供更宽范围的输出电压。图10及图11的功率变换器均为非隔离功率变换器的电路拓扑结构，前级PFC整流模块与后级DC-DC变换模块之间没有隔离装置。但本文提出的控制策略并不局限于上述非隔离功率变换器。图12则示出本公开又一实施例的功率变换器的电路拓扑结构。功率变换器14包括由T型三电平PFC电路构成的前级整流模块和由交错并联结构的LLC直流变换器构成的后级DC-DC交换模块。其中，两个LLC直流变换器并联连接在T型三电平PFC电路的正直流母线BUS+与负直流母线BUS-之间，两个LLC直流变换器的输出电容器C21和C22串联连接在正输出端子V0+和负输出端子V0-之间。根据上述控制方法，当所需输出电压较高时，可通过前级PFC电路调节中间的直流母线电压，得到功率变换器14的输出电压，满足负载的需求，后级LLC直流变换器工作在DCX直流变压器模式，不进行电压转换，仅起到隔离作用，提高功率变换器的整体效率。当所需输出电压较低时，前级PFC电路输出一个较高的恒定的母线电压，后级LLC直流变换器对输出电压进行调整。根据本公开实施例的改进的功率变换器及其控制方法，通过采样功率变换器的输出电压，并将输出电压与前级PFC整流模块的输出母线电压的最低限值进行比较，根据比较结果切换功率变换器工作状态，即后级DC-DC变换模块在常导通状态及调压状态之间切换，能够在不增加电路元件的基础上，以更简单高效的控制方式提高功率变换器的转换效率。本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反，在不脱离本公开的精神和范围内所作的变动与润饰，均属本公开的专利保护范围。

权利要求：1.一种用于控制功率变换器的方法，其特征在于，所述功率变换器包括PFC整流模块和DC-DC变换模块，所述PFC整流模块连接所述功率变换器的AC输入、正直流母线和负直流母线，所述DC-DC变换模块连接所述正直流母线和所述负直流母线、及所述功率变换器的输出，该方法包括：获取所述功率变换器的输出电压，当所述功率变换器的输出电压大于或等于所述PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，控制所述DC-DC变换模块工作在常导通状态，则所述PFC整流模块输出的母线电压根据所述功率变换器的输出电压调整；当所述功率变换器的输出电压小于所述PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，控制所述DC-DC变换模块工作在调压状态，则所述PFC整流模块输出恒定的母线电压，并且所述DC-DC变换模块的输出电压为所述功率变换器的输出电压。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述DC-DC变换模块工作在常导通状态时，所述DC-DC变换模块不进行电压转换。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述DC-DC变换模块为一BUCK变换模块，所述BUCK变换模块包括一主开关管，当所述DC-DC变换模块工作在常导通状态时，所述主开关管保持100％占空比导通。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PFC整流模块为三相维也纳PFC电路，所述三相维也纳PFC电路输出的母线电压的最小限值为：其中，Vin_phase为所述三相维也纳PFC电路的输入相电压的有效值。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述BUCK变换模块包括第一变换电路、正输出端和负输出端，所述第一变换电路包括第一主开关管、第一同步整流管、第一电感器和第一电容器，所述第一主开关管一端连接所述正直流母线，另一端经由所述第一电感器连接所述正输出端，所述第一同步整流管并联连接于所述第一电感器和所述第一电容器组成的第一滤波电路；当所述BUCK变换模块工作在常导通状态时，所述第一主开关管保持100％占空比导通，所述第一同步整流管保持关断；当所述BUCK变换模块工作在调压状态时，对所述第一主开关管进行PWM控制，所述第一同步整流管与所述第一主开关管互补导通，调节所述BUCK变换模块的输出电压。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述BUCK变换模块还包括第二变换电路，所述第二变换电路与所述第一变换电路结构相同，且所述第二变换电路与所述第一变换电路串联连接于所述BUCK变换模块的所述正输出端与所述负输出端之间。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述BUCK变换模块包括多个所述第一变换电路，所述多个第一变换电路并联连接；当所述BUCK变换模块工作在调压状态时，所述多个第一变换电路交错导通。8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述功率变换器为非隔离结构。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PFC整流模块为T型三电平PFC电路。10.一种功率变换器，其特征在于，所述功率变换器包括PFC整流模块和DC-DC变换模块，所述PFC整流模块连接所述功率变换器的AC输入、正直流母线和负直流母线，所述DC-DC变换模块连接所述正直流母线和所述负直流母线、及所述功率变换器的输出，所述功率变换器设置为：当所述功率变换器的输出电压大于或等于所述PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，所述DC-DC变换模块工作在常导通状态，则所述PFC整流模块输出的母线电压根据所述功率变换器的输出电压调整；当所述功率变换器的输出电压小于所述PFC整流模块输出的母线电压的最小限值时，所述DC-DC变换模块工作在调压状态，则所述PFC整流模块输出恒定的母线电压，并且所述DC-DC变换模块的输出电压为所述功率变换器的输出电压。11.根据权利要求10所述的功率变换器，其特征在于，当所述DC-DC变换模块工作在常导通状态时，所述DC-DC变换模块不进行电压转换。12.根据权利要求11所述的功率变换器，其特征在于，所述DC-DC变换模块为一BUCK变换模块，所述BUCK变换模块包括一主开关管，当所述DC-DC变换模块工作在常导通状态时，所述主开关管保持100％占空比导通。13.根据权利要求10所述的功率变换器，其特征在于，所述PFC整流模块为三相维也纳PFC电路，所述三相维也纳PFC电路输出的母线电压的最小限值为：其中，Vin_phase为所述三相维也纳PFC电路的输入相电压的有效值。14.根据权利要求12所述的功率变换器，其特征在于，所述BUCK变换模块包括第一变换电路、正输出端和负输出端，所述第一变换电路包括第一主开关管、第一同步整流管、第一电感器和第一电容器，所述第一主开关管一端连接所述正直流母线，另一端经由所述第一电感器连接所述正输出端，所述第一同步整流管并联连接于所述第一电感器和所述第一电容器组成的第一滤波电路；当所述BUCK变换模块工作在常导通状态时，所述第一主开关管保持100％占空比导通，所述第一同步整流管保持关断；当所述BUCK变换模块工作在调压状态时，对所述第一主开关管进行PWM控制，所述第一同步整流管与所述第一主开关管互补导通，调节所述BUCK变换模块的输出电压。15.根据权利要求14所述的功率变换器，其特征在于，所述BUCK变换模块还包括第二变换电路，所述第二变换电路与所述第一变换电路结构相同，且所述第二变换电路与所述第一变换电路串联连接于所述BUCK变换模块的所述正输出端与所述负输出端之间。16.根据权利要求14所述的功率变换器，其特征在于，所述BUCK变换模块包括多个所述第一变换电路，所述多个第一变换电路并联连接，当所述BUCK变换模块工作在调压状态时，所述多个第一变换电路交错导通。17.根据权利要求10-16任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述功率变换器为非隔离结构。18.根据权利要求10所述的功率变换器，其特征在于，所述PFC整流模块为T型三电平PFC电路。

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