交错并联磁集成软开关双向dc／dc变换器研究

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1、第49卷第7期电力电子技术Vo1．49，No．72015年7月PowerElectronicsJuly2015交错并联磁集成软开关双向DC／DC变换器的研究李洪珠。马文涛(辽宁工程技术大学，电气与控制工程学院，辽宁葫芦岛125105)摘要：交错并联磁集成软开关技术可以减小变换器输出电流纹波，提高动态响应，减小开关损耗。介绍了一种交错并联磁集成双向DC／DC变换器电路拓扑结构，该变换器具有开关器件电压应力低，输入输出电压变比大的优点。分析了变换器在Boost和Buck模式下的工作模态，并推导了稳态工作时的基本方程。获得了稳态电压增益，通过等效电感分析了输出稳态纹

2、波与动态响应和集成电感耦合系数的关系。并给出了设计范围。利用阵列式磁芯设计了耦合电感，并给出了设计方法。采用交错并联磁集成技术，减小了输入输出电流纹波；给出了软开关的实现条件，可以实现所有开关管的零电压开关(ZVS)导通，减小了开关损耗。研制了原理样机，通过实验验证了理论分析的正确性。关键词：变换器；交错并联；磁集成中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)07—0012—05ResearchonInterleavingMagneticIntegrationSOft-switchingBi．bidirecfionalDC／DCC

3、onverterLIHong．zhu，MAWen．tao(LiaoningTechnicalUnwe~i@，Huludao125105，China)Abstract：Interleavedmagneticintegrationsoft-switchingtechnologycanreducetheconverteroutputcurrentripple，im-provethedynamicresponseandreducetheswitchinglosses．Akindofinterleavingmagneticintegrationbi—bidirec—ti

4、onalDC／DCconvertercircuittopologyisintroduced．Theconverterhastheadvantageoflowvoltagestressesofstchandhighvoltageconversionratio．Theconverter’SworkingmodesunderBoostandBuckconverterareanal-yzed，thebasicequationsofsteadyworkisderived，thesteady-statevoltagegainisreceived．Bytheequivale

5、ntinduc·taneeofthesteady—state，therelationshipbetweenoutputripple，dynamicresponseandintegratedinductivecouplingcoeficientareanalyzed，thedesignrange，thearraycoreanddesigncoupledinductor，thedesignmethodaregiven．Theinterleavedmagneticintegrationisusedtoreducetheinputandoutputcurrentrip

6、ple．Therealizationofsoft—switchingconditionisgiven，allswitchescanachievezerovoltageswitching(ZVS)conduction，theswitchinglossesarereduced．Anexperimentalprototypeismanufactured，andthecorrectnessofthetheoreticalanalysisisverified．Keywor~：converter；interleaving；magneticintegration1引言结合到

7、一起。文献[2]采用交错并联双向DC／DC变换器，虽然具有输入输出电流纹波小，变换器的变分布式发电系统、电动汽车等绿色清洁能源比高的特点，但其控制策略较为复杂。文献[3]采快速发展，在这些储能系统中，双向DC／DC变换用三绕组耦合电感以及有源箝位软开关的变换器担负着能量双向传输的任务。在整个储能系统器，可以实现开关管的零电压软开关特性，但其电中占有重要地位【”。路结构复杂，且存在直流偏磁现象。文献【4】采用传统的双向DC／DC变换器多采用交错并联一种无源缓冲桥式双向DC／DC变换器，缓冲电路技术以减少总输入输出电流的纹波，或采用磁集基本不消耗功率，但电压尖峰较

8、大。从诸多文献来成技术减少磁性元件的体