点击下方关注公众号：电源漫谈
关注，分享，点赞，在看，支持优质内容！
大家好，我是电源漫谈，前述文章中介绍了双向变换器的基本工作原理，那么，双向CLLC全桥谐振变换器如何进行双向控制呢？这个问题我们通过本文简要说明一下。上述的变换器的拓扑简图如图1所示。
图1 双向全桥CLLC谐振拓扑功率级
双向控制的一般方法
双向控制算法和传统的DC/DC变换器是有一定区别的，它既需要对输出电压进行闭环调整，同时需要对功率流向进行检测及控制。所以，它需要一个确定功率流向的算法，去选择变换器进行功率转换的方向。
一般而言，我们可以通过一个电流传感器连接在输出电容和负载之间，就可以很方便地去检测功率流向这个信息，这样就可以决定变换器的功率流向，从而驱动相应的功率器件，决定哪一边是逆变侧，哪一边是整流侧。同时，电流传感器的精度不是那么的高，因为系统设计需要兼顾整个负载范围，所以轻载时的精度会比较差，较差的精度可能会导致算法的异常行为。如果考虑到模块并联的话，电流传感器的设计将不那么灵活，很难用单一的电流传感器去兼顾各个功率等级的设计。
双向控制的Dead-band方法
为了避免电流传感器带来的问题，这里推荐使用基于滞环的控制方法，Dead-band控制算法，仅仅使用输出电压的信息，去平滑改变功率转换方向，当功率转换方向和功率流向是一致的话，就可以使用传统的电压控制方法去调整输出电压。
如果功率流向和功率转换方向不同，则不能使用传统方法去调整输出电压，否则这时候输出电压将偏移到无穷大或者0，这不符合实际需求。通过上述Dea-band控制器的滞环检测，就可以得到功率流方向，从而在输出电压碰触到Dead-band的边界后，改变功率转换的方向即可。
图2 Dead-band控制示意图
图2给出了通常的Dead-band控制方法，用于双向CLLC的全桥谐振变换器。当负载电流变为负时，由于变换器功率转换方向及负载端都会给输出电容补充能量，因此输出电压会不断升高，此时，若不改变功率转换方向时，则变换器输出不能进行稳定控制。
随着输出电压升高，当达到+Vband时，功率转换方向就可以从供电模式改为发电模式，在发电模式下，功率从负载端传递到输入端，则输出电压从+Vband降低到Vref，这时输出电压又可以通过PFM控制器进行控制。
类似的，功率转换方向可以从发电模式改为供电模式，当负载电流变为正时，输出电容电压由于负载和功率转换的双重放电会降低到-Vband，则变换器由发电模式改为供电模式，输出电压又会提升为Vref，同样可以由一个PFM控制器来控制。
图3 Dead-band控制的算法框图
开关的双向控制策略
图1所示的双向CLLC变换器具有很好的原边和副边对称性，则开关控制算法可以用于任何一个功率流向，从功率流向的角度去分析的话，功率流向决定了哪一侧是逆变运行级。
当功率开关运行时，它是逆变级，将交变电压施加到变压器，整流级的开关关闭，通过整流级的功率开关的反并联体二极管整流传递能量。逆变级在原边时，变换器为供电模式，相对应的，逆变级在副边时，变换器为发电模式。
举例来说，当处于供电模式时，只有原边开关Si1，Si2，Si3，Si4是处于开关切换工作状态，而整流侧的开关So1，So2，So3，So4是关闭的，通过副边开关的反并联二极管整流能量输出，此时对于副边开关的选型来说，需要注意其反向恢复能力对效率的影响。
图4 Dead-band的数字控制框图
如图4所示，基于Vgap这个量，Dead-band控制器可以选择功率转换的方向，它是输出电压和Vband的电压差。通过Dead Band控制器，可以判断电压误差的符号Sign of Verr，PI控制器使用电压误差及其符号来调整输出电压。
开关控制模块，用于基于PI控制器的计算频率结果去产生驱动脉冲，考虑功率转换方向，驱动脉冲就可以施加给相应的功率开关。
总结，以上从双向控制的一般功率流方向检测谈起，基于功率流方向决定功率转换方向的控制，基于Dead-band电压滞环检测决定功率流的方向，简要介绍双向控制的方式，及开关网络的双向控制策略作为后续分析的基础。
参考文献：Design Methodology of Bidirectional CLLC Resonant Converter for High-Frequency Isolation of DC Distribution Systems
//关于知识产权：
1.本公众号主要用于个人学习笔记归纳及分享，无任何商业目的。
2.本公众号所发表言论及观点不代表本人现任公司及前任公司，如有错误请不吝指正。
3.如果认为有帮助可以分享转发，如需转载公众号内容，请留言告知。
4.有些图片来自网络，如有侵权，请联系删除。
5.有问题可通过公众号关注页或者文末添加本人微信加入技术交流群畅聊。
更多好文，请点击下方关注“电源漫谈”公众号，共同探讨电源的方方面面！一起学习进步！
您的关注和点赞就是对原创最大的支持！
关注，分享，点赞，在看支持优质内容！
加我微信拉你进200+成员的技术讨论群，注意备注：地域_行业_昵称