基于超級(jí)電容的雙向DC-DC變換器研究.pdf

1、針對(duì)電動(dòng)車領(lǐng)域電壓變比小，無(wú)需電氣隔離的要求，非隔離的半橋型雙向DC/DC變換器具有成本低，控制簡(jiǎn)單，效率高的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)電流容量大時(shí)，采用多相交錯(cuò)并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，在減小每相電路電流應(yīng)力的同時(shí)，減小了總輸出電流的紋波，降低了對(duì)輸出濾波器件的要求，有利于提高變換器的功率密度和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。本文介紹了基于半橋結(jié)構(gòu)的交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC變換器，采用半橋型雙向DC/DC變換器功率電路的通用數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了結(jié)合buck和boost工作模式的數(shù)字控制器，

2、其能夠進(jìn)行兩種工作模式的自然切換，實(shí)現(xiàn)電流的平滑雙向流動(dòng)。
　　 本文以電感體積系數(shù)和最大電流作為電感設(shè)計(jì)的綜合指標(biāo)。在滿足變換器工作模式的前提下，通過(guò)對(duì)電感體積系數(shù)和最大電流值的綜合優(yōu)化，減小了電感的體積，降低了電路中最大電流，便于系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和減小損耗。
　　 針對(duì)雙向DC/DC電路的輸入和輸出均可作為電源和負(fù)載的特性，采用具有通用意義的三階功率電路模型進(jìn)行了功率電路的建模，其包括了buck模式、boost模式、阻性負(fù)

3、載、電池負(fù)載等多種情況。在此基礎(chǔ)上，本文結(jié)合超級(jí)電容的電路模型進(jìn)行了討論。當(dāng)一側(cè)為純阻性負(fù)載時(shí)，模型退化為普通的二階buck和boost變換器。當(dāng)兩側(cè)均為電源時(shí)，系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化為一階系統(tǒng)。
　　 本文設(shè)計(jì)了結(jié)合buck模式和boost模式的電流型統(tǒng)一控制器，不同于傳統(tǒng)的對(duì)兩個(gè)工作模式采用單獨(dú)控制器的方式，采用統(tǒng)一的控制器能夠?qū)崿F(xiàn)控制模式的自然切換，電流換向更加平滑。系統(tǒng)的波特圖表明，經(jīng)數(shù)字控制器補(bǔ)償后的系統(tǒng)具有足夠的幅值和相位裕度