发明公布-2022116989367-一种混合型双有源桥DC-DC变换器、控制方法及控制系统.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN115833608A
(43)申请公布日2023.03.21
(21)申请号202211698936.7
(22)申请日2022.12.28
(71)申请人华中科技大学
地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路
1037号
(72)发明人刘才丰邹旭东张燚刘爽
朱东海
(74)专利代理机构华中科技大学专利中心
42201
专利代理师李晓飞
(51)Int.Cl.
H02M3/335(2006.01)
H02M1/088(2006.01)

权利要求书2页说明书12页附图10页
(54)发明名称
一种混合型双有源桥DC-DC变换器、控制方
法及控制系统
(57)摘要
本发明公开了一种混合型双有源桥DC‑DC变
换器、控制方法及控制系统。该变换器包括：辅助
半桥、电流馈型DAB变换器；辅助半桥包括第一半

桥和辅助电感L1；电流馈型DAB变换器包括第一
全桥、第二全桥、高频链路；高频链路包括中间电

感L2和变压器T；第一半桥连接输入电源，且两端

并联电容C1；第二全桥作为输出端；第一全桥的

两端并联支撑电容Cm，辅助电感L1连接第一半桥

与第二半桥；第二半桥依次连接中间电感L2和变

压器T的第一绕组n1的同名端，变压器T的第一绕

组n1的非同名端连接第三半桥；变压器T的第二

绕组n2连接第四半桥和第五半桥。实现在宽电压
输入时，所有开关管零电压导通、减小回流功率，
提高变换器的效率。
CN115833608A
CN115833608A权利要求书1/2页

1.一种混合型双有源桥DC‑DC变换器，其特征在于，包括：辅助半桥、电流馈型DAB变换
器；

所述辅助半桥包括第一半桥和辅助电感L1；第一半桥两端作为输入端，连接输入电源，

且所述第一半桥两端并联电容C1；所述第一半桥的中点与辅助电感L1的第一端连接；
所述电流馈型DAB变换器包括第一全桥、第二全桥、高频链路；所述第二全桥的两端作

为输出端，且并联输出滤波电容Co；

所述第一全桥的两端并联支撑电容Cm，所述辅助电感L1的第二端与所述第一全桥的第

二半桥的中点连接；所述高频链路包括中间电感L2和变压器T，所述第一全桥的第二半桥的

中点还与所述中间电感L2连接后再与所述变压器T的第一绕组n1的同名端连接，所述第一全

桥的第三半桥的中点与所述变压器T的第一绕组n1的非同名端连接；

所述第二全桥的第四半桥的中点与所述变压器T的第二绕组n2的同名端连接，所述第二

全桥的第五半桥的中点与所述变压器T的第二绕组n2的非同名端连接。
2.如权利要求1所述的混合型双有源桥DC‑DC变换器，其特征在于，所述第一半桥包括

第一开关管Q1和第二开关管Q2，所述第一开关管Q1的源极和所述第二开关管Q2的漏极连接，

输入电源的正极与所述第一开关管Q1的漏极连接，负极与所述第二开关管Q2的源极连接；

所述第一全桥包括第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6；所述第

三开关管Q3的源极和所述第四开关管Q4的漏极连接组成第二半桥，所述支撑电容Cm并联所

述第二半桥两端，所述第二半桥的桥臂中点与辅助电感L1的第二端连接，所述第二半桥的

桥臂中点还与所述中间电感L2连接后再与所述变压器T的第一绕组n1的同名端连接；所述第

五开关管Q5的源极和所述第六开关管Q6的漏极连接组成第三半桥，第三半桥的桥臂中点与

所述变压器T的第一绕组n1的非同名端连接；

所述第二开关管Q2的源极、所述第四开关管Q4的源极和所述第六开关管Q6的源极连接，

所述第三开关管Q3的漏极和所述第五开关管Q5的漏极连接。
3.如权利要求2所述的混合型双有源桥DC‑DC变换器，其特征在于，所述第二全桥包括

第七开关管Q7、第八开关管Q8、第九开关管Q9、第十开关管Q10；

所述第七开关管Q7的源极和所述第八开关管Q8的漏极连接组成第四半桥，所述第九开

关管Q9的源极和所述第十开关管Q10的漏极连接组成第五半桥；所述第四半桥的桥臂中点与

所述变压器T的第二绕组n2的同名端连接，所述第五半桥的桥臂中点与所述变压器T的第二

绕组n2的非同名端连接；所述第七开关管Q7的漏极和所述第九开关管Q9的漏极连接，所述第

八开关管Q8的源极和所述第十开关管Q10的源极连接。
4.一种混合型双有源桥DC‑DC变换器的控制方法，应用于如权利要求1‑3任一所述的混
合型双有源桥DC‑DC变换器，其特征在于，包括：

根据所述混合型双有源桥DC‑DC变换器的输入电压Vin和目标输出功率Po确定其运行第
一半桥调节模式FRM或运行第二半桥调节模式SRM；

当运行FRM时，采用电压匹配控制，将第一全桥的占空比d3固定为0.