双向DC-DC变换器拓扑结构的设计及仿真.pdf

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1、万方数据Tecllllology技术纵横周易．罗文广(广西工学院电子信息与控制工程系．广西柳州545006)双向DC—DC变换器拓扑结构的设计及仿真DesigIlaIldSimuIationofBi—directionalDC—DCConVercerTopology摘要：传统的单相双向Dc．Dc变换器虽然结构简单．但当电流纹渡超过两倍负载电流时会导致开关器件通志损耗过大，同时主电感电流纹渡过大会造成磁芯损耗。奉文设计了一种多相拓扑结构的变换器．该变换器通过磁耦合技术，采用电流交迭减小纹渡．进而减小磁芯的损耗。通过simulink对单相变换器和两相变换器模型进行仿真，论证了

2、改进后变换器的优越性。关键诃：Buck．Boost双向Dc．Dc变换器-新能源汽车·电流互盛器，磁耦合技术，电漉纹渡^bstr-ct：Thestructureoftraditionalsjnglephasebldlrec“onalDc-Dcconvener拓simpIc．whtchcouldcause山eswitchingdeviceon—na怔losstoinc邮ewhen山ecuⅡ℃ntnppIeismorethantwlceoftheloadcun∞t，and咖makeca忙losswhenthep^marymductorcuⅡ舶trlpple】sexcesslve

3、Thtspap盯d髂ig叫amultl—phasctopobgyconvene‘whichm山血ecu㈣toVerlapinordertoreducetheripplecu盯entandcorelosswilhm89netlccoupllngt∞hn0109yBasedonSlmullnk，thereareslmulationcomparlsonsbetwccnmes抽酊}pha∞蛐dtwoph越髓conver【er1hefesultshowstllesupcnori可ofiⅡlpmved啪v盯I盯吣ba凼tio啮lconvene￡K叫word3：B吐k．B00nbi·出

4、忙cti∞alDC-DCconvenerlc盯ofnewene。gy恻IourcesI删nt仃arIsfo嗍ImagnetlccOupll“gtecllnologyl㈣trlpplo1引t随着能源的过度消耗及环境的恶化，在全球的汽车工业领域发展新能源汽车成大势所趋。相对于使用传统燃料的汽车，102葡i■I^U1DM^noNR“oRAMA20㈨o新能源汽车普遍使用低廉无污染的电力能源代替高能耗、高污染的石油，对全球能源及环境保护具有重大的意义。新能源汽车种类繁多，如混合动力汽车(HEV)、增程式混合动力汽车(PHEv)、纯电动汽车(EV)、燃料电池车(FcV)等等。在这一系

5、列的新能源汽车设计中，需要使用到不同等级的电压，也就必须设计出能产生不同电压等级的电源系统，如高压系／统、低压系统等，因而Dc—Dc变换器成为新能源汽车设计开发不可或缺的关键部件。传统的单相双向DC·Dc变换器虽然结构简单，但在某些方面仍存在不足。如电流纹凌超过两倍负载电流后使得开关器件通态损耗增大，进而造成磁芯损耗过大。本文针对该问题设计出一种多相拓扑结构的变换器，通过磁耦台来使电流交迭，进而减小纹渡，同时减小磁芯的损耗，提高供电系统的效率。2Buck．Boo吼双向DC—Dc变接嚣拓扑的研究现状目前，双向Dc-Dc变换器拓扑通常是单向变换器拓扑，通过将其无源开关替换为有

6、源开关而成的。它们由一些简单的拓扑结构发展而来，例如Buck电路、Boost电路、Cuk电路．s印ic电路和由上述相关电路演变出的双向变换拓扑。这些双向Dc—Dc变换器均采用非隔离式拓扑。使用硬开关方式工作，即使部分使用了推挽式变换拓扑，由于变压器漏感的存在，要求开关器件有较大的电压应力。近几年来，越来越多的工程技术人员开始将软开关技术引入双万方数据万方数据万方数据减小开关损耗和磁芯损耗以提高变换器的工作效率。其工作原理模型如图8所示，结合磁耦合技术，我们给电路再并联一相开关管，同样这一相由两个Mosfet管构成。而为了实现磁耦合技术，我们引入了一个新器件电流互感器．电子

7、元器件L1与L2组成的电流互感器。电流互感器的作用与变压器的原理类似，在基本的非隔离Dc—Dc变换器(如Buck变换器、B00啦蛭换器、Buck—Boost变换器、cuk变换器)中加人变压器，就可以派生出带隔离变压器的Dc—Dc变换器、比如Buck变换器可以派生出单端正激变换器、桥式变换器、电压型推挽变换器等，Boost变换器可以派生出电流型推挽变换器等，Buck—Boost变换器可以派生出单端反激变换器等。电流互感器可以看成丽个电感，主要用来改变线路的电流，所以从前也叫做变流器。它的最主要参数就是电流比，L1与L2上的电流比