双向直流-直流电力变换器建模与仿真

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1、第27卷第lO期计算机仿真2010年10月文章编号：1006—9348(20lo)lO一0263—05双向直流一直流电力变换器建模与仿真巩建英，刘卫国，谢拴勤(西北工业大学自动化学院，陕西西安710072)摘要：研究双向直流一直流电力变换器能景正向流动和反向流动的工作原理，为了保证电力系统的稳定性和优化动特性，采用r时间平均的方法来处理三端电子开关器件，建立了其相应的数学模礁。根据双向直流一直流变换器的小信号模型选取其带某一阻性负载时的一组参数，使用bode图方法对其进行了稳定性分析。根据双向直流一直流变换器的大信号构建真模

2、型并进行时域仿真。仿真结果在验证‘r模型的正确性，对时域仿真曲线定量的反映了双向直流一直流电力变换器待阻性负载的动态特性，bode图定性地给出了双向直流一直流电力变换器带阻性负载的稳定性。并对类似于双向直流一直流变换器的各种电力变换器的建模、仿真和稳定性分析具有一定的借鉴意义。关键词：双向直流一直流电力变换器；稳定性；伯德图；建模；仿真中图分类号：’rPl7文献标识码：BModelingandStabilityAnalysisofbidirectionalDC／DCGONGJian—ying，LIUWei—guo，XIESh

3、uan—qin(SchoolofAutomation，NorthwesternPolyteehnicalUniversity，Xi’anShanxi710072，China)ABSTRACT：PrinciplecircuitofabidirectionalDC／DCispresented．MathematicalmodelofbidirectionalDC／DCisestablishedbyusingthetimeaveragemethodtodealwitllthree—terminalelectronicswitchin

4、gdevices．Accordingtobi—directionalDC／DCconvenerselecttheirsmall—sig,lalmodelofaresistiveloadwithasetofparameters．usethebodediagramapproachtothestabilityoftheiranalysisandsimulation．Accordingtobi—directionalDC／DCconverterlarge—signalmodeltobuildthesimulinksimulation

5、modelandtimedomainsimulation．Simulationresultsverifythecorrectnessofthismodel，whileaquantitativetime—domainsimulationcurvereflectsthebi—directionalDC／DCpowerconvertertobethedynamiccharacteristicsofresistiveloads．bodediagramqualitativelyshowsthebi—direc—tionalDC／DCp

6、owerconverterwitharesistiveloadstability．Thestudyofthispaperissimilartobi—directionalDC／DCconverterofvariouspowerconvertermodeling，simulationandstabilityanalysishassomereferentialsignificance．KEYWORDS：bidirectionalDC／DC；stability；bodediagram；modeling；simulation1引言双

7、向直流一直流(简称BDC)电力变换器是多电飞机(MEA)电力系统的重要组成部件。MEA电力系统采用BDC变换器高效合理地控制和分配电力的使用。BDC变换器用于控制双向能量流动的应用场合可以大幅度减轻系统的体积、重量及成本。BDC变换器较之一般的单功能DC／DC变换器的拓扑、工作原理、控制和建模都更为复杂。BDC变换器的伏安特性曲线需要二象限描述，一般要通过改变电子开关的逻辑，来控制能量的双向流动，功能上表现为两个DC／DC变换器的收稿日期；2009—0r7一09修回日期：2009—09—15组合。国内外学者对BDC变换器的拓

8、扑、数学模型以及控制策略等都展开了研究。但没有文献给出一个统一的BDC数学模型。文献[1]着重研究的BDC的控制策略以及数字控制器的实现，文献[2]着重研究了BDC的拓扑及其相应的控制策略。为了便于BDC变换器的设计和控制策略的研究，本文给出了～种BDC变换器的建模方法，并建立了BDC变换