移相控制双半桥双向DCDC变换器.pdf

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1、第45卷第7期电力电子技术Vo1．45，No．72011年7月PowerElectronicsJuly2011移相控制双半桥双向DC／DC变换器吴雪花，陆芬，王慧贞(南京航空航天大学，江苏南京210016)摘要：详细分析了双半桥双向DC／DC变换器能量双向流动以及零电压开关的实现原理，提出了移相控制加选择开关的控制策略，实现了能量双向流动的自由切换。最后仿真并研制了原理样机，对变换器双向稳态电能变换、工作模式切换进行了研究。关键词：变换器；移相控制；双半桥；零电压开关中图分类号：TM46文献标识

2、码：A文章编号：1000一lOO~(2Ol1)07—0042—02Phase．shiftedDualHalf-bridgeBi．directionalDC／DCConverterWUXue．hua。LUFen，WANGHui—zhen(NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China)Abstract：ThepowertransmissionbetweentwoDCsourcesineitherdirectionand

3、zero—voltage—switchingrealizedindualhalf-bridgebi-directionalDC／DCconvenerareanalyzed．Astrategyofphase—shiftedcontrolplUSselectingswitch·esthatrealizesthepowertransmissionbetweentwoDCSOUrCeSineitherdirectionisproposed．Simulationmodelandprototypearede

4、veloped．Bi—directionalenergytransferandoperatingmodestransitionayestudied．Keywords：convener；phase-shiftedcontrol；dualhalf—bridge；zero—voltage-switchingl引言为低压侧蓄电池电压；C为低压侧滤波电容；为滤波(或升压)电感；为高压侧直流双向DC／DC变换器在新能源发电系统、电动母线电压；VD(1—4)为对应开关管VQ的体内汽车电源系统、不停电电源系统和

5、飞机高压直流寄生二极管；为对应VQ的结电容和外并电容电源系统【l-】等领域均有应用。目前，对电流电压之和；Cb。，C为隔直电容；C～c4为半桥均压电容；型双向DC／DC变换器拓扑研究较多。但电流源型L为变压器初级外接电感与变压器漏感折算到初拓扑固有的开关管电压尖峰问题制约了其发展。级电感值之和。文献【3】提出一种电流．电压型双半桥双向DC／DCVQ】，VQ2及VQ3，VQ的驱动信号分别互补变换器拓扑，有效地解决了此问题。在此详细分析(留有一定死区时间)。Boost工作模式时，VQ。，VQ2了双半

6、桥双向DC／DC变换器的原理．提出了移相的驱动信号相位分别超前VQ，，VQ一个移相角控制加选择开关的控制策略。利用原理样机，研究，功率从蓄电池侧流向直流母线侧。Buck工作模了变换器双向稳态电能变换、工作模式切换等。式则反之。为便于分析．作以下假设：变换器已达2工作原理稳态；各器件均为理想；电感电流iL连续；CqI=C啦，电流．电压型双半桥双向DC／DC变换器的主ce=；C一足够大，且CI=c2，G=G；为对应的电路拓扑如图1所示。G两端电压；／Z为变压器初次级匝比；Ⅱ，。分别为变压器初次级电压

7、。下面以Boost工作模式为例．介绍变换器的工作原理。在一个开关周期中。变换器有12种开关模态。t。时刻前，VQ。导通，u=U1，C向初级释放能量。VDq3导通，G充电，。获得能量，使得母线电压维持某值。能量自初级流向次级。此时，VQ：和图1电流．电压型双半桥双向DC／DC变换器拓扑VQ的漏源电压分别被箝位在+和+。定稿日期：2010—12—31to时刻，VQ。关断，。，Clq2与厶谐振，Gq充电，作者简介：吴雪花(1986一)，女。江苏金坛人，硕士，研究方cⅡ2放电，Udc()下降过零。向为功

8、率电子变换技术。t。时刻，cq2下降到零，VD开始导通。此时42移相控制双半桥双向DC／DC变换器VQ，的漏源电压被箝位在+。当，D(￡)>厶(￡)4实验时，此模态下有电流从VD流过，任一时刻开通实验中，Urn=20-30V(额定电压24V)，传输功VQ：，即可实现VQ：的ZVS。率为300W，开关频率=100kHz，分别进行了双t时刻，，D()=(：)，电流流过VQ。向稳态电能变换、工作模式切换实验。图3a示出t，时刻，i开始反向增大，VDq3自然关断，VQ，Boost稳压(上)及Buck限流