本申請提出了一種針對CLLC變換器短路保護問題的狀態軌跡分析方法，該方法包括：對CLLC變換器在恒頻恒占空比控制下軟啟動過程中的時域工作過程進行工作模態分析，獲得多個工作模態下的時域方程組；將每個時域方程組中不同邊的諧振電壓和諧振電流分別相加作為軌跡變量；將諧振電壓的和值作為橫軸且將諧振電流的和值作為縱軸，根據軌跡變量表達式繪制在不同時刻下CLLC變換器的二維穩態軌跡；基于二維穩態軌跡的繪制規律，動態繪制CLLC變換器發生短路故障后每個工作模態對應的短路暫態軌跡。該方法基于工作模態分析建立了CLLC變換器短路暫態的狀態軌跡模型，還引入時間軸，動態生成啟動過程中短路保護的三維狀態軌跡，提高了分析的準確性和便捷性。
【技術實現步驟摘要】
本申請涉及諧振變換器短路保護，尤其涉及一種針對cllc變換器短路保護問題的狀態軌跡分析方法。
技術介紹
1、雙向全橋(capacitor-inductor-inductor-capacitor，簡稱cllc)諧振變換器是一種高頻高效率的隔離雙向dc/dc變換器。由于其突出的軟開關特性和優秀的雙向功率流動性能，cllc變換器逐漸受到人們的關注，已應用于車網互動系統(v2g)、電池儲能系統(bes)和電力飛機等場景。而除了效率，可靠性也是cllc變換器的一個重要評價指標，其中，短路故障保護是可靠性研究中的一項關鍵環節。
2、相關技術中進行cllc變換器短路故障保護時，對于短路保護過程的建模和分析過程缺乏行之有效的方法，導致相關技術中的cllc變換器短路保護方法通常是利用基波分析法從等效增益的角度著手。然而，該方式建立的變換器等效增益模型只考慮了基波分量，因此所得模型在分析實際問題時并不精確，導致可能影響cllc變換器短路保護結果。
3、因此，如何通過簡單和準確的分析方法來分析cllc變換器的短路保護過程，成為目前亟需解決的問題。
技術實現思路
1、本申請旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
2、為此，本申請的第一個目的在于提出一種針對cllc變換器短路保護問題的狀態軌跡分析方法，該方法基于工作模態分析建立了cllc變換器短路暫態的狀態軌跡模型，通過軌跡的動態變化分析變換器在短路過程后的暫態行為，提高了短路保護過程分析的準確性和便捷性。</p>3、本申請的第二個目的在于提出一種針對cllc變換器短路保護問題的狀態軌跡分析系統；
4、本申請的第三個目的在于提出一種非臨時性計算機可讀存儲介質。
5、為達上述目的，本申請的第一方面在于提出一種針對cllc變換器短路保護問題的狀態軌跡分析方法，該方法包括以下步驟：
6、對cllc變換器在恒頻恒占空比控制下軟啟動過程中的時域工作過程進行工作模態分析，獲得所述cllc變換器在多個工作模態下的時域方程組；
7、對所述多個工作模態下的時域方程組進行整理，將每個所述時域方程組中不同邊的諧振電壓和諧振電流分別相加作為軌跡變量，以得到軌跡變量表達式；
8、將諧振電壓的和值作為橫軸且將諧振電流的和值作為縱軸，根據所述軌跡變量表達式繪制在不同時刻下所述cllc變換器的二維穩態軌跡；
9、基于所述二維穩態軌跡的繪制規律，動態繪制所述cllc變換器發生短路故障后每個所述工作模態對應的短路暫態軌跡。
10、可選地，在本申請的一個實施例中，所述對cllc變換器在恒頻恒占空比控制下軟啟動過程中的時域工作過程進行工作模態分析，包括：根據諧振腔的結構和諧振電流的方向，將固定占空比控制下的cllc變換器工作過程劃分為所述多個工作模態；構建每個所述工作模態對應的等效電路圖；根據每個所述等效電路圖，分別構建對應的所述工作模態下的時域方程組；結合電壓電流的連續性、電路工作的對稱性以及每個所述工作模態的時間長短，設置用于求解所述多個工作模態下的時域方程的邊界條件。
11、可選地，在本申請的一個實施例中，每個所述工作模態下的時域方程組，包括：cllc變換器的原邊諧振電流的表達式、副邊諧振電流的表達式、原邊諧振電壓的表達式和副邊諧振電壓的表達式。
12、可選地，在本申請的一個實施例中，所述多個工作模態，包括：第一模態、第二模態、第三模態和第四模態；所述根據所述軌跡變量表達式繪制在不同時刻下所述cllc變換器的二維穩態軌跡，包括：根據所述軌跡變量表達式，分別確定在初始時刻所述第一模態和所述第二模態的圓心，根據不同的圓心對應繪制所述第一模態和所述第二模態的圓弧軌跡，并繪制所述第三模態和所述第四模態對應的橢圓弧軌跡；分析在所述cllc變換器軟啟動進行的不同時刻，每個所述工作模態對應的二維穩態軌跡的收縮狀況。
13、可選地，在本申請的一個實施例中，所述動態繪制所述cllc變換器發生短路故障后每個所述工作模態對應的短路暫態軌跡，包括：分析發生短路故障后所述第一模態和所述第二模態對應的軌跡的圓心變化情況和軌跡半徑變化情況；結合所述圓心變化情況、所述軌跡半徑變化情況以及在所述初始時刻所述第一模態和所述第二模態的軌跡，分別確定所述第一模態和所述第二模態對應的短路暫態軌跡的擴大范圍。
14、可選地，在本申請的一個實施例中，在所述動態繪制所述cllc變換器發生短路故障后每個所述工作模態對應的短路暫態軌跡之后，還包括：通過工作模態法在仿真分析應用中搭建cllc變換器的時域模型，并設置cllc變換器的工作參數；根據獲得的仿真分析數據，通過歸一化的方式獲得cllc變換器軟啟動過程中的狀態軌跡仿真結果，其中，所述仿真結果顯示狀態軌跡的收縮和暫態變化過程。
15、可選地，在本申請的一個實施例中，在所述動態繪制所述cllc變換器發生短路故障后每個所述工作模態對應的短路暫態軌跡之后，還包括：搭建cllc變換器的實驗樣機，并設置cllc變換器的工作參數；在引入的時間軸上設置軟啟動開始后的短路故障時刻，根據獲取的實驗波形動態生成變換器啟動過程中短路保護的三維狀態軌跡。
16、為達上述目的，本申請的第二方面還提出了一種針對cllc變換器短路保護問題的狀態軌跡分析系統，包括以下模塊：
17、分析模塊，用于對cllc變換器在恒頻恒占空比控制下軟啟動過程中的時域工作過程進行工作模態分析，獲得所述cllc變換器在多個工作模態下的時域方程組；
18、整理模塊，用于對所述多個工作模態下的時域方程組進行整理，將每個所述時域方程組中不同邊的諧振電壓和諧振電流分別相加作為軌跡變量，以得到軌跡變量表達式；
19、第一繪制模塊，用于將諧振電壓的和值作為橫軸且將諧振電流的和值作為縱軸，根據所述軌跡變量表達式繪制在不同時刻下所述cllc變換器的二維穩態軌跡；
20、第二繪制模塊，用于基于所述二維穩態軌跡的繪制規律，動態繪制所述cllc變換器發生短路故障后每個所述工作模態對應的短路暫態軌跡。
21、為了實現上述實施例，本申請第三方面實施例還提出了一種非臨時性計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執行時實現上述第一方面實施例中的針對cllc變換器短路保護問題的狀態軌跡分析方法。
22、本申請的實施例提供的技術方案至少帶來以下有益效果：本申請針對cllc變換器在恒頻恒占空比軟啟動過程中發生短路故障這一工況，基于工作模態分析法對cllc變換器進行建模，利用諧振電流和諧振電壓構造新的狀態變量以繪制穩態的狀態軌跡，進而給出短路保護過程的暫態軌跡變化，構建了短路暫態的狀態軌跡模型。從而，可以利用軌跡分析來反映變換器工作過程，通過軌跡的動態變化反映cllc變換器在短路過程后的暫態行為，將復雜且抽象的數學方程組運算簡化為軌跡的繪制。由此，本申請提高了cllc變換器短路保護過程分析的準確性、全面性和便捷本文檔來自技高網
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【技術保護點】
1.一種針對CLLC變換器短路保護問題的狀態軌跡分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的狀態軌跡分析方法，其特征在于，所述對CLLC變換器在恒頻恒占空比控制下軟啟動過程中的時域工作過程進行工作模態分析，包括：
3.根據權利要求2所述的狀態軌跡分析方法，其特征在于，每個所述工作模態下的時域方程組，包括：CLLC變換器的原邊諧振電流的表達式、副邊諧振電流的表達式、原邊諧振電壓的表達式和副邊諧振電壓的表達式。
4.根據權利要求1所述的狀態軌跡分析方法，其特征在于，所述多個工作模態，包括：第一模態、第二模態、第三模態和第四模態；所述根據所述軌跡變量表達式繪制在不同時刻下所述CLLC變換器的二維穩態軌跡，包括：
5.根據權利要求4所述的狀態軌跡分析方法，其特征在于，所述動態繪制所述CLLC變換器發生短路故障后每個所述工作模態對應的短路暫態軌跡，包括：
6.根據權利要求1所述的狀態軌跡分析方法，其特征在于，在所述動態繪制所述CLLC變換器發生短路故障后每個所述工作模態對應的短路暫態軌跡之后，還包括：
>7.根據權利要求1所述的狀態軌跡分析方法，其特征在于，在所述動態繪制所述CLLC變換器發生短路故障后每個所述工作模態對應的短路暫態軌跡之后，還包括：8.一種針對CLLC變換器短路保護問題的狀態軌跡分析系統，其特征在于，包括：
9.根據權利要求8所述的狀態軌跡分析系統，其特征在于，所述分析模塊，具體用于：
10.一種非臨時性計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-7中任一項所述的針對CLLC變換器短路保護問題的狀態軌跡分析方法。
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【技術特征摘要】
1.一種針對cllc變換器短路保護問題的狀態軌跡分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的狀態軌跡分析方法，其特征在于，所述對cllc變換器在恒頻恒占空比控制下軟啟動過程中的時域工作過程進行工作模態分析，包括：
3.根據權利要求2所述的狀態軌跡分析方法，其特征在于，每個所述工作模態下的時域方程組，包括：cllc變換器的原邊諧振電流的表達式、副邊諧振電流的表達式、原邊諧振電壓的表達式和副邊諧振電壓的表達式。
4.根據權利要求1所述的狀態軌跡分析方法，其特征在于，所述多個工作模態，包括：第一模態、第二模態、第三模態和第四模態；所述根據所述軌跡變量表達式繪制在不同時刻下所述cllc變換器的二維穩態軌跡，包括：
5.根據權利要求4所述的狀態軌跡分析方法，其特征在于，所述動態繪制所述cllc變換...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳歡，張開，孫凱，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：
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