反向升压装置及其控制方法与流程

本技术实施例涉及电力电子，尤其涉及反向升压装置及其控制方法。

背景技术：

1、随着国家节能减排的推进，包括纯电动力、混合动力、插电混动等新能源汽车在市面上的普及率越来越高。

2、为了应对各种消费需求，终端整车厂商往往会开发出各种车型，其高压动力电池包电压也往往不一样，为了平台化整合，需要利用现有的车载dc/dc对各种电池包电压进行预充，这就要求车载dc/dc需要更宽的预充电压范围。

3、目前，为了解决该问题，相关技术中的方案是采用更高耐压的低压侧功率开关管，但这样会导致体积及成本的大幅度增加，同时还会使得高压侧整流开关管因被动整流产生很高的反向恢复电压尖峰应力，限制了宽范围应用。

技术实现思路

1、本技术实施例的主要目的在于提供一种反向升压装置及其控制方法，旨在解决如何实现车载dc/dc的反向宽范围输出，从而兼容不同的反向输出需求的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术实施例提供一种反向升压装置，所述反向升压装置包括依次电性连接的低压侧电压转换电路、隔离变压器和高压侧电压转换电路；其中，

3、所述高压侧电压转换电路包括滤波电路、整流电路、第一切换开关、第二切换开关、第一输出电容和第二输出电容，所述滤波电路的第一端连接所述隔离变压器中次级线圈的同名端，所述滤波电路的第二端连接所述整流电路的第一桥臂中点和所述第一切换开关的第一端，所述整流电路的第二桥臂中点连接所述次级线圈的异名端，所述第一切换开关的第二端连接所述第二切换开关的第一端，所述第二切换开关的第二端连接所述第一输出电容的第一端和所述第二输出电容的第一端，所述第一输出电容的第二端连接所述整流电路的第一端，所述第二输出电容的第二端连接所述整流电路的第二端；

4、所述第一切换开关和所述第二切换开关用于根据所述高压侧电压转换电路连接的负载的目标反向输出电压改变工作模式，以调整所述反向升压装置的反向输出电压。

5、在一实施例中，所述整流电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；

6、所述第一开关管和所述第二开关管串联构成所述整流电路的第一桥臂，所述第三开关管和所述第四开关管串联构成所述整流电路的第二桥臂，所述第一开关管和所述第三开关管的第一端共接构成所述整流电路的第一端，所述第二开关管和所述第四开关管的第二端共接构成所述整流电路的第二端。

7、在一实施例中，所述滤波电路包括第一电感和滤波电容；

8、所述第一电感的第一端连接所述次级线圈的同名端，所述第一电感的第二端连接所述滤波电容的第一端，所述滤波电容的第二端连接所述整流电路的第一桥臂中点。

9、在一实施例中，所述低压侧电压转换电路包括安全开关、储能电容、储能电感、钳位电容、逆变电路、第二电感和第三电感；

10、所述安全开关的第一端作为所述低压侧电压转换电路的第一端，所述安全开关的第二端连接所述储能电容的第一端和所述储能电感的第一端，所述储能电感的第二端连接所述隔离变压器中第一初级线圈的异名端和所述隔离变压器中第二初级线圈的同名端，所述第一初级线圈的同名端连接第二电感的第一端，所述第二电感的第二端连接所述逆变电路的第二桥臂中点，所述第二初级线圈的异名端连接第三电感的第一端，所述第三电感的第二端连接所述逆变电路的第一桥臂中点，所述逆变电路的第一端连接所述钳位电容的第一端，所述钳位电容的第二端、所述逆变电路的第二端和所述储能电容的第二端共接构成所述低压侧电压转换电路的第二端。

11、在一实施例中，所述逆变电路包括第一同步管、第一钳位管、第二同步管和第二钳位管；

12、所述第一同步管和所述第一钳位管串联构成所述逆变电路的第一桥臂，所述第二同步管和所述第二钳位管串联构成所述逆变电路的第二桥臂，所述第一钳位管和所述第二钳位管的第一端共接构成所述逆变电路的第一端，所述第一同步管和所述第二同步管的第二端共接构成所述逆变电路的第二端。

13、此外，为实现上述目的，本技术实施例还提供一种反向升压装置的控制方法，所述控制方法应用于如上所述的反向升压装置，所述控制方法包括：

14、获取所述高压侧电压转换电路连接的负载的目标反向输出电压；

15、根据所述目标反向输出电压和预设对照表确定目标控制模式；

16、根据所述目标控制模式确定所述第一切换开关和所述第二切换开关的工作模式，以调整所述反向升压装置的反向输出电压。

17、在一实施例中，所述预设对照表中包括第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值，其中，所述第三预设阈值为所述第二预设阈值的二倍，所述第一预设阈值大于所述第三预设阈值；

18、所述根据所述目标反向输出电压和预设对照表确定目标控制模式的步骤，包括：

19、在所述目标反向输出电压小于所述第一预设阈值且不小于所述第三预设阈值的情况下，确定目标控制模式为第一控制模式；

20、在所述目标反向输出电压大于所述第一预设阈值的情况下，根据所述反向升压装置中指定开关管的电压应力余量和实际电压应力的比较结果，确定目标控制模式为第二控制模式或第三控制模式；

21、在所述目标反向输出电压小于所述第二预设阈值的情况下，确定目标控制模式为第四控制模式；

22、在所述目标反向输出电压小于所述第三预设阈值且不小于所述第二预设阈值的情况下，确定目标控制模式为第五控制模式。

23、在一实施例中，所述根据所述反向升压装置中指定开关管的电压应力余量和实际电压应力的比较结果，确定目标控制模式为第二控制模式或第三控制模式的步骤，包括：

24、若所述反向升压装置中指定开关管的电压应力余量大于实际电压应力，则确定目标控制模式为第二控制模式；

25、若所述反向升压装置中指定开关管的电压应力余量不大于实际电压应力，则确定目标控制模式为第三控制模式。

26、在一实施例中，所述根据所述目标控制模式确定所述第一切换开关和所述第二切换开关的通断状态的步骤，包括：

27、在所述目标控制模式为所述第一控制模式或所述第四控制模式的情况下，确定所述第一切换开关和所述第二切换开关的工作模式为完全开路；

28、在所述目标控制模式为所述第二控制模式或所述第五控制模式的情况下，确定所述第一切换开关和所述第二切换开关的工作模式为完全导通；

29、在所述目标控制模式为所述第三控制模式的情况下，确定所述第一切换开关和所述第二切换开关的工作模式为开关模式。

30、在一实施例中，在所述根据所述目标反向输出电压和预设对照表确定目标控制模式的步骤之后，所述控制方法还包括：

31、在所述目标控制模式为所述第一控制模式、所述第二控制模式或所述第三控制模式的情况下，将所述低压侧电压转换电路中同步管的占空比设置为大于0.5；

32、在所述目标控制模式为所述第四控制模式或所述第五控制模式的情况下，将所述低压侧电压转换电路中同步管的占空比设置为小于0.5。

33、本技术实施例提出一种反向升压装置及其控制方法，克服了相关技术中dc/dc无法实现反向宽范围输出，无法兼容不同客户的反向输出需求的问题。本技术实施例提供的反向升压装置包括依次电性连接的低压侧电压转换电路、隔离变压器和高压侧电压转换电路；高压侧电压转换电路包括滤波电路、整流电路、第一切换开关、第二切换开关、第一输出电容和第二输出电容，第一切换开关和第二切换开关串联，并与整流电路、滤波电路、第一输出电容和第二输出电容连接，第一切换开关和第二切换开关用于根据高压侧电压转换电路连接的负载的目标反向输出电压改变工作模式，以调整反向升压装置的反向输出电压。本技术实施例通过在高压侧电路拓扑增加两个横管和一个电容，使电路拓扑可以兼容多种软件控制策略，进而可以实现根据不同客户的反向输出电压需求选择对应的控制策略，即根据高压侧电压转换电路连接的负载的目标反向输出电压改变工作模式，提供符合目标需求的反向输出电压，达到最大化宽范围反向升压输出。