CN115483841B - 一种电压变比调整方法及相关组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电压变比调整方法及相关组件，涉及电压转换领域。在每个半桥子模块的控制周期的前半周期和后半周期，半桥子模块的投入数量控制为N个，在接收到第一桥臂与第二桥臂的电压调制比的更改指令时，更改下一个控制周期M的数值，改变电压调制比进而改变变换器的电压变比，半桥子模块的投入数量始终保持不变，在实现变换器高耐压、宽范围的电压变比的基础上，由于半桥子模块的投入数量不改变，所以投入的半桥子模块的总电压维持不变，投入的半桥子模块的电压之和与输入电源之间不会产生瞬时电压差，即使桥臂中没有连接桥臂电感，也不会使得桥臂中出现瞬时电流过冲，提高了安全性。

Description

一种电压变比调整方法及相关组件
技术领域
本发明涉及电压转换领域，特别是涉及一种电压变比调整方法及相关组件。
背景技术
通过变换器进行电压变换时，需要使用功率器件承载输入电压与输出电压，当输入电压或者输出电压超过单个功率器件的耐压时，现有技术中通常采用功率器件串联技术，功率器件串联技术将多个功率器件进行串联以实现更高的耐压，但该方式难以实现宽范围的电压变比调整。
若实现变换器高耐压且宽范围的电压变比，现有技术通常采用ISOP(InputSeries Output Parallel，输入串联输出并联)结构的电路，该种变换器的功率单元常采用LLC(L-L-Capacitor，一种谐振型变换器)或DAB(Dual Active Bridge，双有源桥变换器)电路实现，而这两种电路的宽范围调压能力的实现需要以整体工作效率的下降为代价。
目前，存在实现变换器高耐压、宽范围的电压变比且不会影响整体工作效率的方法，该方法中用作调整电压变比的模块化多电平电路包括上、下两个桥臂，桥臂由N个相同的半桥子模块构成，模块化多电平电路后接变压器，前端；连接输入电源。本方法通过改变投入的半桥子模块的个数以改变模块化多电平电路的电压调制比，进而改变总的电压变比，具体方式为改变上、下两个桥臂投入的半桥子模块的总个数而改变电压调制比。然而此方法仅适用于桥臂中连接桥臂电感的拓扑，因为改变投入的半桥子模块的总个数时会使得投入桥臂中的半桥子模块的电压之和与输入电源之间产生瞬时电压差，如果桥臂中没有连接桥臂电感，会使得桥臂中出现瞬时电流过冲，对电路造成损坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种电压变比调整方法及相关组件，不会使得桥臂中出现瞬时电流过冲，提高了安全性。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电压变比调整方法，应用于变换器中的处理器，所述变换器还包括第一桥臂、第二桥臂、谐振腔、第一输入电容及第二输入电容，所述第一桥臂的第一端与所述第一输入电容的第一端连接，第二端分别与所述谐振腔的输入端的一极和所述第二桥臂的第一端连接，所述第二桥臂的第二端与所述第二输入电容的第一端连接，且连接端接地，所述第二输入电容的第二端分别与所述第一输入电容的第二端和所述谐振腔的输入端的另一极连接，输入电源分别与所述第一输入电容的第一端与第二输入电容的第一端连接，所述第一桥臂与第二桥臂均包括N个依次串联的半桥子模块，N为正整数，所述处理器分别与N个所述半桥子模块连接；
所述电压变比调整方法，包括：
在每个半桥子模块的控制周期的前半周期，控制所述第一桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第二桥臂的N-M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
在每个半桥子模块的控制周期的后半周期，控制所述第二桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第一桥臂的N-M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
在接收到所述第一桥臂与所述第二桥臂的电压调制比的更改指令时，更改下一个所述控制周期的M的数值，以改变所述电压调制比进而改变所述变换器的电压变比。
优选的，还包括：接收到所述谐振腔的电压变比调整指令时，改变所述半桥子模块的控制频率以改变所述谐振腔的频率。
优选的，改变所述半桥子模块的控制频率以改变所述谐振腔的频率之后，还包括：
在所述谐振腔的频率改变至第一预设频率时，控制所述M的值改变预设值；
在所述M的值改变时，控制所述谐振腔的频率改变为与改变之后的所述M的值对应的第二预设频率以使所述变换器的电压变比在所述M的值改变时维持恒定。
优选的，在所述谐振腔的频率改变至第一预设频率时，控制所述M的值改变预设值，包括：
判定所述谐振腔的频率增加至第一预设频率时，控制所述M的值增加所述预设值；
判定所述谐振腔的频率减少至第一预设频率时，控制所述M的值减少所述预设值。
优选的，所述半桥子模块包括第一开关、第二开关及子模块电容，所述第一开关的第一端与所述子模块电容的一端连接，所述子模块电容的另一端与所述第二开关的第一端连接且连接的公共端作为该所述半桥子模块的一个串联的连接端，所述第一开关的第二端与所述第二开关的第二端连接且连接的公共端作为该所述半桥子模块的另一个串联的连接端；
控制所述第一桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第二桥臂的N-M个半桥子模块投入，包括：
控制所述第一桥臂的M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第一桥臂的M个半桥子模块的第二开关断开，控制所述第二桥臂的N-M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第二桥臂的N-M个半桥子模块的第二开关断开；
控制所述第二桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第一桥臂的N-M个半桥子模块投入，包括：
控制所述第二桥臂的M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第二桥臂的M个半桥子模块的第二开关断开，控制所述第一桥臂的N-M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第一桥臂的N-M个半桥子模块的第二开关断开。
优选的，所述半桥子模块还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阴极分别与所述第一开关的第一端和所述子模块电容的一端连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第一开关的第二端、所述第二开关的第二端及所述第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极分别与所述第二开关的第一端和所述子模块电容的另一端连接。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电压变比调整***，应用于变换器中的处理器，包括：
第一控制单元，用于在每个半桥子模块的控制周期的前半周期，控制所述第一桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第二桥臂的N-M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
第二控制单元，用于在每个半桥子模块的控制周期的后半周期，控制所述第二桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第一桥臂的N-M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
数值更改单元，用于在接收到所述第一桥臂与所述第二桥臂的电压调制比的更改指令时，更改下一个所述控制周期的M的数值，以改变所述电压调制比进而改变所述变换器的电压变比。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述电压变比调整方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电压变比调整装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述所述电压变比调整方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种变换器，包括如上述所述的电压变比调整装置，还包括第一桥臂、第二桥臂、谐振腔、第一输入电容及第二输入电容，所述第一桥臂的第一端与所述第一输入电容的第一端连接，第二端分别与所述谐振腔的输入端的一极和所述第二桥臂的第一端连接，所述第二桥臂的第二端与所述第二输入电容的第一端连接，且连接端接地，所述第二输入电容的第二端分别与所述第一输入电容的第二端和所述谐振腔的输入端的另一极连接，输入电源分别与所述第一输入电容的第一端与第二输入电容的第一端连接，所述第一桥臂与第二桥臂均包括N个依次串联的半桥子模块，N为正整数，所述处理器分别与N个所述半桥子模块连接。
本申请提供了一种电压变比调整方法及相关组件，在每个半桥子模块的控制周期的前半周期，控制第一桥臂的M个半桥子模块投入，控制第二桥臂的N-M个半桥子模块投入以使投入的半桥子模块的个数为N，M为正整数且小于N/2；在每个半桥子模块的控制周期的后半周期，控制第二桥臂的M个半桥子模块投入，控制第一桥臂的N-M个半桥子模块投入。本申请在每个半桥子模块的控制周期的前半周期和后半周期，半桥子模块的投入数量控制为N个，在接收到第一桥臂与第二桥臂的电压调制比的更改指令时，更改下一个控制周期M的数值，改变电压调制比进而改变变换器的电压变比，半桥子模块的投入数量始终保持不变，在实现变换器高耐压、宽范围的电压变比的基础上，由于半桥子模块的投入数量不改变，所以投入的半桥子模块的总电压维持不变，投入的半桥子模块的电压之和与输入电源之间产生不会瞬时电压差，即使桥臂中没有连接桥臂电感，也不会使得桥臂中出现瞬时电流过冲，提高了安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种电压变比调整方法的流程图；
图2为本发明提供的一种变换器的结构示意图；
图3a为本发明提供的一种正向模式的控制信号的示意图；
图3b为本发明提供的一种反向模式的控制信号的示意图；
图4为本发明提供的一种a点与b点的电压示意图；
图5为本发明提供的一种第一桥臂、第二桥臂的等效电路的结构示意图；
图6为本发明提供的一种N＝20时M的不同取值对应的电压调制比的示意图；
图7为本发明提供的一种变换器的电压变比与M值及归一化开关频率的关系的示意图；
图8为本发明提供的一种电压变比调整***的结构示意图；
图9为本发明提供的一种电压变比调整装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电压变比调整方法及相关组件，不会使得桥臂中出现瞬时电流过冲，提高了安全性。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1、图2、图3a、图3b、图4及图5，图1为本发明提供的一种电压变比调整方法的流程图，图2为本发明提供的一种变换器的结构示意图，图3a为本发明提供的一种正向模式的控制信号的示意图，图3b为本发明提供的一种反向模式的控制信号的示意图，图4为本发明提供的一种a点与b点的电压示意图，图5为本发明提供的一种第一桥臂、第二桥臂的等效电路的结构示意图。该方法应用于变换器中的处理器，变换器还包括第一桥臂1、第二桥臂2、谐振腔3、第一输入电容C1及第二输入电容C2，第一桥臂1的第一端与第一输入电容C1的第一端连接，第二端分别与谐振腔3的输入端的一极和第二桥臂2的第一端连接，第二桥臂2的第二端与第二输入电容C2的第一端连接，且连接端接地，第二输入电容C2的第二端分别与第一输入电容C1的第二端和谐振腔3的输入端的另一极连接，输入电源分别与第一输入电容C1的第一端与第二输入电容C2的第一端连接，第一桥臂1与第二桥臂2均包括N个依次串联的半桥子模块，N为正整数，处理器分别与N个半桥子模块连接；该方法包括：
S11：在每个半桥子模块的控制周期的前半周期，控制第一桥臂1的M个半桥子模块投入，控制第二桥臂2的N-M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
S12：在每个半桥子模块的控制周期的后半周期，控制第二桥臂2的M个半桥子模块投入，控制第一桥臂1的N-M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
S13：在接收到第一桥臂1与第二桥臂2的电压调制比的更改指令时，更改下一个控制周期的M的数值，以改变电压调制比进而改变变换器的电压变比。
半桥子模块的控制周期可以分为0-T/2的前半周期，T/2-T的后半周期，T为半桥子模块的一个控制周期，前半周期控制第一桥臂1的M个半桥子模块投入，控制第二桥臂2的N-M个半桥子模块投入，后半周期控制第二桥臂2的M个半桥子模块投入，控制第一桥臂1的N-M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2，无论是前半周期还是后半周期，投入的总的半桥子模块的个数始终为N，所以投入的总的半桥子模块的个数没有改变，投入的总的半桥子模块的总电压值不改变，所以不会有瞬时发生的电压变化，提高了电路的可靠性与安全性，同时该方法实现变换器高耐压、宽范围的电压变比且不会影响整体工作效率，提高了方案的可行性。
具体的，在调整电压调制比时，也即在接收到第一桥臂1与第二桥臂2的电压调制比的更改指令时，更改下一个控制周期的M的数值，以改变电压调制比进而改变变换器的电压变比，可见，在调整第一桥臂1与第二桥臂2的电压调制比时，投入的半桥子模块的个数也始终是不变的，调整电压调制比进而改变变换器的电压变比，可见，本申请在调整变换器的电压变比时也不会改变投入的半桥子模块的个数，不会有瞬时发生的电压变化，提高了电路的可靠性与安全性。
具体的，本申请的控制模式包括两种模式：正向模式下，功率由高压侧传输至低压侧；反向模式下，功率由低压侧传输至高压侧，低压侧是指谐振腔3输出端的连接的负载端，高压侧指的是输入电压侧，以正向模式为例，通过如图3a所示的控制信号组合，图3a的坐标轴横轴为时间，用t表示，纵坐标为控制信号，变换器还包括第一功率器件S1、第二功率器件S2、第三功率器件S3和第四功率器件S4，连接在谐振腔3的输出侧，为可以实现电压调制比的调整，每个桥臂共有两种模块控制信号，其中gu1、gl1各分配给第一、第二桥臂2中M个模块，gu、gl各分配给第一、第二桥臂2中剩余的N-M个模块。图4中坐标轴横轴为时间，用t表示，T为开关周期，纵轴为电路中a、b两点的电压。a点为第一输入电容C1和第二输入电容C2的连接点，b点为第一桥臂1和第二桥臂2的中间连接点，正向模式下，低压侧全部功率器件处于关断状态。高压侧第一、第二桥臂2中任意时刻均有N个模块处于投入状态，即共有N个模块电容分担高压侧电压，通过适当的控制可确保各模块的电容电压平均值近似相等，因此各模块的平均电压为Vc＝VMV/N，其中Vc为每个半桥子模块的电压，VMV为输入电源的输入电压，在时段0～Ts/2，第一、第二桥臂2的等效电路如图5所示，第二桥臂2中共Ni1＝N-M个子模块投入电路，Ni1为该时段第二桥臂2投入的子模块的个数，此时段a点电压为Ni1Vc；在时段Ts/2～Ts，第一、第二桥臂2的等效电路如图5所示，下桥臂中共Ni2＝M个模块投入电路，Ni2为该时段第二桥臂2投入的子模块的个数，数量为M，此时段a点电压为Ni2Vc；由此可得生成的方波电压的幅值为Vab＝(Ni1Vc-Ni2Vc)/2＝(N-2M)VMV/2N，则第一、第二桥臂2的电压变比为Ga＝2N/(N-2M。此结论同样适用于反向模式。反向模式下，低压侧的功率器件互补开关，高压侧上下桥臂中各有N-M个模块处于续流状态，记其控制信号分别为gu与gl；各桥臂中剩余的M个模块应用控制信号gu1、gl1，各控制信号绘制于图3b，图3b的坐标轴横轴为时间，用t表示，纵坐标为控制信号在时段0～Ts/2，a点电压为(N-M)Vc，在时段Ts/2～Ts，a点电压为MVc，根据正向模式下的计算方法可求出模块化结构的电压比仍为Ga＝2N/(N-2M)。由此可见通过调整M的大小，即第一、第二桥臂2中应用控制信号gu1或gl1的模块数量，则可控制电压调制比。
另外，控制第一、第二桥臂2中的半桥子模块投入时，在前半周期控制第一桥臂1中的M个投入，后半周期时，可以控制这M个不投入，在投入N-M个时，可直接控制另外的N-M个投入，也就是每一个控制周期，前半周期控制投入的半桥子模块在后半周期不会再投入，使得所有的半桥子模块均会被使用，防止有一部分半桥子模块不能被利用而其他的半桥子模块在一个周期内重复使用导致长时间使用后导致损坏的情况发生，提高了可靠性。
总的来说，本申请提供了一种电压变比调整方法，在每个半桥子模块的控制周期的前半周期，控制第一桥臂1的M个半桥子模块投入，控制第二桥臂2的N-M个半桥子模块投入以使投入的半桥子模块的个数为N，M为正整数且小于N/2；在每个半桥子模块的控制周期的后半周期，控制第二桥臂2的M个半桥子模块投入，控制第一桥臂1的N-M个半桥子模块投入。本申请在每个半桥子模块的控制周期的前半周期和后半周期，半桥子模块的投入数量控制为N个，在接收到第一桥臂1与第二桥臂2的电压调制比的更改指令时，更改下一个控制周期M的数值，改变电压调制比进而改变变换器的电压变比，半桥子模块的投入数量始终保持不变，在实现变换器高耐压、宽范围的电压变比的基础上，由于半桥子模块的投入数量不改变，所以投入的半桥子模块的总电压维持不变，投入的半桥子模块的电压之和与输入电源之间产生不会瞬时电压差，即使桥臂中没有连接桥臂电感，也不会使得桥臂中出现瞬时电流过冲，提高了安全性。
在上述实施例的基础上：
请参照图6和图7，图6为本发明提供的一种N＝20时M的不同取值对应的电压调制比的示意图，图7为本发明提供的一种变换器的电压变比与M值及归一化开关频率的关系的示意图。
作为一种优选的实施例，还包括：接收到谐振腔3的电压变比调整指令时，改变半桥子模块的控制频率以改变谐振腔3的频率。
图6表示电压调制比与M的数值的关系，在利用谐振腔3传输功率的直流变换器中，可通过调整谐振腔3输入电压的频率改变谐振腔3的电压变比，谐振腔3的电压变比与电压调制比的乘积为变换器的电压变比。本申请提出一种应用于模块化多电平(第一、第二桥臂2)谐振变换器的电压变比调整方法，该方法将模块化结构调压与谐振腔3调压相结合，可在较小的频率调整范围内实现较宽的变换器电压变比调整范围。改变半桥子模块的控制频率以改变谐振腔3的频率，进而可以调整谐振腔3的电压变比，可见变换器的电压变比的调整除了和第一、第二桥臂2的电压调制比相关，还可以通过调整谐振腔3的电压变比而调整，提高了方案的可行性与灵活性。
作为一种优选的实施例，改变半桥子模块的控制频率以改变谐振腔3的频率之后，还包括：
在谐振腔3的频率改变至第一预设频率时，控制M的值改变预设值；
在M的值改变时，控制谐振腔3的频率改变为与改变之后的M的值对应的第二预设频率以使变换器的电压变比在M的值改变时维持恒定。
由于模块化结构的调压参数M取值为整数，故模块化结构电压比取值为离散值，且M改变时电压比有较大变化，而谐振腔3的调频调压特性连续，且频率改变时电压变比变化相对较小，因此两者共同调整可在较大范围内连续调整电压变比，谐振腔3的频率改变至第一预设频率时，说明接下来再进行调整谐振腔3的频率对于调整变换器的电压变比的效果并不会明显甚至不能再进行合理调整，此时需要调整M的数值。重点在于，M的数值改变之后，电压变比会有一个瞬时的改变，还是会损坏电路结构，为了使得M的数值改变之后的电压变比稳定，还需要调整此时的谐振腔3的频率，即调整谐振腔3的电压变比，由于G＝Ga*Gr，G为变换器的电压变比，Ga为第一、第二桥臂2的电压调制比，Gr为谐振腔3的电压变比，电压调制比改变时，若保持变换器的电压变比不变，需要相对应地改变谐振腔3的电压变比，也就是改变谐振腔3的频率至对应该M值的第二预设频率，在第二预设频率时，谐振腔3的电压变比与第一、第二桥臂2的电压调制比的乘积不变，所以变换器的电压变比不会改变，使得电路在瞬时改变M值时不发生突变，提高了电路的安全性。
作为一种优选的实施例，在谐振腔3的频率改变至第一预设频率时，控制M的值改变预设值，包括：
判定谐振腔3的频率增加至第一预设频率时，控制M的值增加预设值；
判定谐振腔3的频率减少至第一预设频率时，控制M的值减少预设值。
图7展示了M调整与谐振腔3调频的配合方法。图中横坐标fn代表变换器的归一化开关频率，即开关频率相对于谐振频率的比值；纵坐标代表变换器的电压比，此处假设谐振腔3包含的变压器的变比为1:1。图中的5条实线代表某谐振参数及负载情况下、M取不同值时变换器的电压比随归一化开关频率变化的曲线。为了整流侧器件实现零电流关断，谐振变换器通常工作于欠谐振状态，即fn≤第一预设频率。当谐振腔3的频率增大至第一预设频率时，将M的取值增加预设值，同时减小频率至第二预设频率，可维持变换器的电压变比不变且可继续增大频率以提高电压比。第一预设频率会随变换器当前的工作状况变化而变化，需要通过仿真或实验等手段确定此频率切换值在不同变换器工况下的取值并存储于查找表中。频率减小时的处理方法类似，在频率减小至第一预设频率同时切换M值及频率，使得电压比在频率处于限定的范围时仍可进一步降低。实际运行时，在M取值改变的同时根据变换器当前工况及频率切换值查找表将开关频率做同步改变，可使得动作前后变换器的瞬时电压比最大限度地维持不变，因此能有效减弱谐振腔3两侧的瞬时电压不匹配，不会引发谐振电流的过冲，有利于变换器的稳定运行。且通过调整第一、第二桥臂2的电压调制比(通过改变M值)与谐振腔3的调频调压的配合，可在保持频率处于较窄的区间内的同时，使得电压比能够在宽范围内变化，提高了方案的可靠性。
另外，预设值，第一、第二预设频率均可以在处理器内进行预设，可以根据实际情况设定，比如预设值可以为1，在此不作额外的限定。
作为一种优选的实施例，半桥子模块包括第一开关、第二开关及子模块电容，第一开关的第一端与子模块电容的一端连接，子模块电容的另一端与第二开关的第一端连接且连接的公共端作为该半桥子模块的一个串联的连接端，第一开关的第二端与第二开关的第二端连接且连接的公共端作为该半桥子模块的另一个串联的连接端；
控制第一桥臂1的M个半桥子模块投入，控制第二桥臂2的N-M个半桥子模块投入，包括：
控制第一桥臂1的M个半桥子模块的第一开关闭合且控制第一桥臂1的M个半桥子模块的第二开关断开，控制第二桥臂2的N-M个半桥子模块的第一开关闭合且控制第二桥臂2的N-M个半桥子模块的第二开关断开；
控制第二桥臂2的M个半桥子模块投入，控制第一桥臂1的N-M个半桥子模块投入，包括：
控制第二桥臂2的M个半桥子模块的第一开关闭合且控制第二桥臂2的M个半桥子模块的第二开关断开，控制第一桥臂1的N-M个半桥子模块的第一开关闭合且控制第一桥臂1的N-M个半桥子模块的第二开关断开。
半桥子模块包括第一开关、第二开关及子模块电容，实际上处理器控制半桥子模块，是控制每一个半桥子模块内部的开关，若需要该半桥子模块投入，即控制该半桥子模块的第一开关闭合，第二开关断开，不需要该半桥子模块投入时，控制该半桥子模块的第一开关断开，第二开关闭合即可，此状态为旁路，提高了方案的可靠性与方案的可行性。
需要说明的是，处理器实际上是控制每一个半桥子模块的开关，根据不同的信号控制开关断开和闭合以实现半桥子模块的投入或者旁路。
作为一种优选的实施例，半桥子模块还包括第一二极管和第二二极管，第一二极管的阴极分别与第一开关的第一端和子模块电容的一端连接，第一二极管的阳极分别与第一开关的第二端、第二开关的第二端及第二二极管的阴极连接，第二二极管的阳极分别与第二开关的第一端和子模块电容的另一端连接。
半桥子模块还包括第一二极管和第二二极管，由于本电路可以工作在反向模式，所以需要第一二极管和第二二极管进行续流，使得整个控制过程更加完整，每个半桥子模块的状态可分为三种：旁路、续流、投入。模块的状态可用一种具有三种取值的控制信号来表示。在每种状态下，模块电路可简化为一种等效电路：旁路时，模块中的子模块电容未***到桥臂中；投入时，子模块电容***于桥臂中；续流时，子模块电容是否***桥臂根据桥臂电流流向确定，这时确定的依据就是第一二极管和第二二极管的设置，提高了方案的可行性。
其中，第一二极管和第二二极管既可以是独立安装的二极管，也可以是第一开关或第二开关自身固有的体二极管(此为一种物理效应，并非独立安装的二极管)，下文提及的二极管均同时指代此两种意义的二极管。
请参照图8，图8为本发明提供的一种电压变比调整***的结构示意图。
本发明还提供了一种电压变比调整***，应用于变换器中的处理器，包括：
第一控制单元11，用于在每个半桥子模块的控制周期的前半周期，控制所述第一桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第二桥臂的N-M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
第二控制单元12，用于在每个半桥子模块的控制周期的后半周期，控制所述第二桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第一桥臂的N-M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
数值更改单元13，用于在接收到所述第一桥臂与所述第二桥臂的电压调制比的更改指令时，更改下一个所述控制周期的M的数值，以改变所述电压调制比进而改变所述变换器的电压变比。
对于本发明提供的电压变比调整***的介绍请参考上述电压变比调整方法的实施例，此处不再赘述。
其中，还包括半桥子模块的频率改变单元，用于接收到所述谐振腔的电压变比调整指令时，改变所述半桥子模块的控制频率以改变所述谐振腔的频率。
其中，还包括M值改变单元，用于在所述谐振腔的频率改变至第一预设频率时，控制所述M的值改变预设值；
谐振腔的频率改变单元，用于在所述M的值改变时，控制所述谐振腔的频率改变为与改变之后的所述M的值对应的第二预设频率以使所述变换器的电压变比在所述M的值改变时维持恒定。
其中，所述M值改变单元，包括：
控制增加单元，用于判定所述谐振腔的频率增加至第一预设频率时，控制所述M的值增加所述预设值；
控制减少单元，用于判定所述谐振腔的频率减少至第一预设频率时，控制所述M的值减少所述预设值。
其中，所述半桥子模块包括第一开关、第二开关及子模块电容，所述第一开关的第一端与所述子模块电容的一端连接，所述子模块电容的另一端与所述第二开关的第一端连接且连接的公共端作为该所述半桥子模块的一个串联的连接端，所述第一开关的第二端与所述第二开关的第二端连接且连接的公共端作为该所述半桥子模块的另一个串联的连接端；
所述第一控制单元，包括：
开关控制第一单元，用于控制所述第一桥臂的M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第一桥臂的M个半桥子模块的第二开关断开，控制所述第二桥臂的N-M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第二桥臂的N-M个半桥子模块的第二开关断开；
所述第二控制单元，包括：
开关控制第二单元，用于控制所述第二桥臂的M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第二桥臂的M个半桥子模块的第二开关断开，控制所述第一桥臂的N-M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第一桥臂的N-M个半桥子模块的第二开关断开。
其中，所述半桥子模块还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阴极分别与所述第一开关的第一端和所述子模块电容的一端连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第一开关的第二端、所述第二开关的第二端及所述第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极分别与所述第二开关的第一端和所述子模块电容的另一端连接。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述电压变比调整方法的步骤。
对于本发明提供的计算机可读存储介质的介绍请参考上述电压变比调整方法的实施例，此处不再赘述。
请参照图9，图9为本发明提供的一种电压变比调整装置的结构示意图。
本发明还提供了一种电压变比调整装置，包括：
存储器21，用于存储计算机程序；
处理器22，用于执行所述计算机程序以实现上述所述电压变比调整方法的步骤。
对于本发明提供的电压变比调整装置的介绍请参考上述电压变比调整方法的实施例，此处不再赘述。
本发明还提供了一种变换器，包括如上述所述的电压变比调整装置，还包括第一桥臂、第二桥臂、谐振腔、第一输入电容及第二输入电容，所述第一桥臂的第一端与所述第一输入电容的第一端连接，第二端分别与所述谐振腔的输入端的一极和所述第二桥臂的第一端连接，所述第二桥臂的第二端与所述第二输入电容的第一端连接，且连接端接地，所述第二输入电容的第二端分别与所述第一输入电容的第二端和所述谐振腔的输入端的另一极连接，输入电源分别与所述第一输入电容的第一端与第二输入电容的第一端连接，所述第一桥臂与第二桥臂均包括N个依次串联的半桥子模块，N为正整数，所述处理器分别与N个所述半桥子模块连接。
对于本发明提供的变换器的介绍请参考上述电压变比调整方法的实施例，此处不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电压变比调整方法，其特征在于，应用于变换器中的处理器，所述变换器还包括第一桥臂、第二桥臂、谐振腔、第一输入电容及第二输入电容，所述第一桥臂的第一端与所述第一输入电容的第一端连接，第二端分别与所述谐振腔的输入端的一极和所述第二桥臂的第一端连接，所述第二桥臂的第二端与所述第二输入电容的第一端连接，且连接端接地，所述第二输入电容的第二端分别与所述第一输入电容的第二端和所述谐振腔的输入端的另一极连接，输入电源分别与所述第一输入电容的第一端与第二输入电容的第一端连接，所述第一桥臂与第二桥臂均包括N个依次串联的半桥子模块，N为正整数，所述处理器分别与N个所述半桥子模块连接；
所述电压变比调整方法，包括：
在每个半桥子模块的控制周期的前半周期，控制所述第一桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第二桥臂的N-M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
在每个半桥子模块的控制周期的后半周期，控制所述第二桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第一桥臂的N-M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
在接收到所述第一桥臂与所述第二桥臂的电压调制比的更改指令时，更改下一个所述控制周期的M的数值，以改变所述电压调制比进而改变所述变换器的电压变比。
2.如权利要求1所述的电压变比调整方法，其特征在于，还包括：接收到所述谐振腔的电压变比调整指令时，改变所述半桥子模块的控制频率以改变所述谐振腔的频率。
3.如权利要求2所述的电压变比调整方法，其特征在于，改变所述半桥子模块的控制频率以改变所述谐振腔的频率之后，还包括：
在所述谐振腔的频率改变至第一预设频率时，控制所述M的值改变预设值；
在所述M的值改变时，控制所述谐振腔的频率改变为与改变之后的所述M的值对应的第二预设频率以使所述变换器的电压变比在所述M的值改变时维持恒定。
4.如权利要求3所述的电压变比调整方法，其特征在于，在所述谐振腔的频率改变至第一预设频率时，控制所述M的值改变预设值，包括：
判定所述谐振腔的频率增加至第一预设频率时，控制所述M的值增加所述预设值；
判定所述谐振腔的频率减少至第一预设频率时，控制所述M的值减少所述预设值。
5.如权利要求1至4任一项所述的电压变比调整方法，其特征在于，所述半桥子模块包括第一开关、第二开关及子模块电容，所述第一开关的第一端与所述子模块电容的一端连接，所述子模块电容的另一端与所述第二开关的第一端连接且连接的公共端作为该所述半桥子模块的一个串联的连接端，所述第一开关的第二端与所述第二开关的第二端连接且连接的公共端作为该所述半桥子模块的另一个串联的连接端；
控制所述第一桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第二桥臂的N-M个半桥子模块投入，包括：
控制所述第一桥臂的M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第一桥臂的M个半桥子模块的第二开关断开，控制所述第二桥臂的N-M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第二桥臂的N-M个半桥子模块的第二开关断开；
控制所述第二桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第一桥臂的N-M个半桥子模块投入，包括：
控制所述第二桥臂的M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第二桥臂的M个半桥子模块的第二开关断开，控制所述第一桥臂的N-M个半桥子模块的第一开关闭合且控制所述第一桥臂的N-M个半桥子模块的第二开关断开。
6.如权利要求5所述的电压变比调整方法，其特征在于，所述半桥子模块还包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阴极分别与所述第一开关的第一端和所述子模块电容的一端连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第一开关的第二端、所述第二开关的第二端及所述第二二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极分别与所述第二开关的第一端和所述子模块电容的另一端连接。
7.一种电压变比调整***，应用于变换器中的处理器，其特征在于，所述变换器还包括第一桥臂、第二桥臂、谐振腔、第一输入电容及第二输入电容，所述第一桥臂的第一端与所述第一输入电容的第一端连接，第二端分别与所述谐振腔的输入端的一极和所述第二桥臂的第一端连接，所述第二桥臂的第二端与所述第二输入电容的第一端连接，且连接端接地，所述第二输入电容的第二端分别与所述第一输入电容的第二端和所述谐振腔的输入端的另一极连接，输入电源分别与所述第一输入电容的第一端与第二输入电容的第一端连接，所述第一桥臂与第二桥臂均包括N个依次串联的半桥子模块，N为正整数，所述处理器分别与N个所述半桥子模块连接；所述电压变比调整***包括：
第一控制单元，用于在每个半桥子模块的控制周期的前半周期，控制所述第一桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第二桥臂的N-M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
第二控制单元，用于在每个半桥子模块的控制周期的后半周期，控制所述第二桥臂的M个半桥子模块投入，控制所述第一桥臂的N-M个半桥子模块投入，M为正整数且小于N/2；
数值更改单元，用于在接收到所述第一桥臂与所述第二桥臂的电压调制比的更改指令时，更改下一个所述控制周期的M的数值，以改变所述电压调制比进而改变所述变换器的电压变比。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述电压变比调整方法的步骤。
9.一种电压变比调整装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现权利要求1至6任一项所述电压变比调整方法的步骤。
10.一种变换器，其特征在于，包括如权利要求9所述的电压变比调整装置，还包括第一桥臂、第二桥臂、谐振腔、第一输入电容及第二输入电容，所述第一桥臂的第一端与所述第一输入电容的第一端连接，第二端分别与所述谐振腔的输入端的一极和所述第二桥臂的第一端连接，所述第二桥臂的第二端与所述第二输入电容的第一端连接，且连接端接地，所述第二输入电容的第二端分别与所述第一输入电容的第二端和所述谐振腔的输入端的另一极连接，输入电源分别与所述第一输入电容的第一端与第二输入电容的第一端连接，所述第一桥臂与第二桥臂均包括N个依次串联的半桥子模块，N为正整数，所述处理器分别与N个所述半桥子模块连接。
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