论文部分内容阅读
双向DC/DC变换器能够在保持变换器两端电压极性不变的情况下实现能量的双向流动,相对传统的单向DC/DC变换器节省了器件数目,减小了变换器的体积,提高了系统功率因数。随着电动汽车、不间断电源(UPS)、风能发电等绿色能源的快速发展,双向DC/DC变换器得到越来越广泛的应用。本文主要介绍了单相隔离型双向全桥DC/DC变换器和三相隔离型双向桥式DC/DC变换器的工作原理,并对其控制方法进行了研究。单相隔离型双向全桥DC/DC变换器拓扑结构因具有结构对称、易实现软开关及能量双向流动等特点广泛应用于中大功率场合。该拓扑结构最常采用单移相控制方式,具有控制简单、容易实现、动态响应快等特点；但当输入输出电压不匹配时,变换器回流功率变大、电流应力增高,致使系统损耗增加且对开关管的要求更为苛刻。为了解决单移相控制方式存在的弊端,本文对两种双移相控制方式进行了介绍,建立了系统输出功率、回流功率及电感电流应力的数学模型,并进行了分析。为了减小系统回流功率及电感电流应力,本文提出了基于双移相控制的回流功率及电感电流应力优化控制策略,该控制策略根据传输功率及输入／输出电压调节比所处的不同范围,采用分段优化方法,得出各范围内的优化内移相比。通过仿真计算,对比研究了该优化策略与单移相控制下的回流功率及电感电流应力曲线,说明所提出的优化控制策略能够减小系统的回流功率及电感电流应力,降低系统损耗,增加系统功率容量,在变换器轻载或电压调节比较大时,效果更为明显。文中给出了详细的优化控制算法和系统控制方案,并基于该方案设计制作了实验样机。实验结果验证了所提出双重移相回流功率最优控制策略的有效性与可行性。三相隔离型双向桥式DC/DC变换器具有较大的功率容量,一般应用在大功率场合。本文对变压器采用Yy0及Ydl连接的三相变换器工作原理进行了分析,理论推导出软开关实现条件,利用psim仿真软件进行了仿真验证；此外,对采用Yy0、Yd1连接的三相变压器的功率密度进行了理论计算和分析。