隔离式双向全桥DC_DC变换器预充电研究_曲平.pdf

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1、2014年电工技术学报Vol.29Sup.1第29卷增刊1TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETY2014隔离式双向全桥DC-DC变换器预充电研究1,211,21,21,21曲平李子欣宋鹏先孙湛冬楚遵方李耀华（1.中国科学院电工研究所大功率电力电子与直线驱动技术研究部北京1001902.中国科学院大学北京100049）摘要隔离式双向全桥DC-DC变换器正常运行前，为了防止电流过大冲击和输出侧电容电压振荡过大，需对输出侧稳压电容进行预充电。本文提出了一种不需要外加电路预充电的方法：将输出侧H桥开关闭锁，相当于不控整流桥，调节输

2、入侧H桥开关状态，使得输入侧H桥输出方波占空比D从0逐渐上升到0.5。根据隔离式双向全桥DC-DC变换器的工作特点，证明了预充电过程中输入侧H桥开关为零电流开通。并根据这种预充电方法，提出一种隔离式双向全桥DC-DC变换器自起动的策略。仿真验证了这种预充电方法电适用于单个DC-DC模块和模块级联系统。关键词：隔离式双向全桥DC-DC变换器占空比预充电软开关中图分类号：TM315Pre-ChargeStrategyStudyforIsolatedDualActiveBridgeDC-DCConverter1,211,21,21,21QuPingLiZixinSongPe

3、ngxianSunZhandongChuZunfangLiYaohua（1.KeyLaboratoryofPowerElectronicsandElectricDriveInstituteofElectricalEngineeringChineseAcademyofSciencesBeijing100190China2.UniversityofChineseAcademyofSciencesBeijing100049China）AbstractBeforethenormalworkingofisolateddualactivebridgeDC-DCconverter,

4、theoutputsidecapacitorshouldbepre-chargedtopreventovercurrentandvoltageoscillation.Inthispaperapre-chargingmethodwhichneedsnoextracircuitsisproposed:theswitchesoftheoutputsideareblocked,andthestatusofswitchesintheinputbridgesideareadjusted,makingthedutycycleoftheinputsidesquarewavevolta

5、gechangesfrom0to0.5stepbystep.ThismethodisanalyzedbasedonthecharacteristicsoftheisolateddualactivebridgeDC-DCconverters,provingthatzerocurrentsoftswitchingisachievedduringtheprocessofpre-charging.Alsoaselfrestartstrategyisproposedbasedonthismethod.Simulationsverifythattheoutputvoltageri

6、sesgraduallytotheratedvoltagewhentheproposedDC-DCconverterworksbothindividuallyandincascadedtopologies.Keywords：Isolateddualactivebridge,DC-DCconverter,dutycycle,pre-charge,softswitching1引言隔离式双向全桥DC-DC变换器，如图1所示，输入侧和输出侧H桥开关为可控开关器件，能够实现能量的双向流动，中间的高频变压器，具有电气图1隔离式双向全桥DC-DC变换器国家科学自然基金资助项目（51

7、207151）。收稿日期2014-09-10Fig.1IsolateddualactivebridgeDC-DCconverter第29卷增刊1曲平等隔离式双向全桥DC-DC变换器预充电研究321隔离的作用，同时具有体积小、功率密度大的优点。Uab、Ucd基波分量为在机车牵引、电力电子变压器、可再生能源发电等4Udc1Utab1sin()（2）场合有着重要的应用[1-5]。隔离式双向全桥DC-DC变换器通常为模块级4Udc2Utcd1sin()（3）联的形式或者与其他类型变换器（如AC-DC、DC-AC）构成整个能量转换系统。作为整个能