基于PWM加移相控制的雙Boost雙向DC-DC變換器研究.pdf

1、V2G（vehicle-to-grid，V2G）技術(shù)將電動(dòng)汽車作為移動(dòng)儲(chǔ)能單元應(yīng)用于微網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)公司和電動(dòng)汽車用戶間的雙贏。鋰電池具有比容量大，循環(huán)使用次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)，在V2G等領(lǐng)域獲得普遍地使用，而對(duì)鋰電池的大量需求也推動(dòng)了電池化成技術(shù)的發(fā)展，因此基于鋰電池的充放電系統(tǒng)具有很好的發(fā)展前景。該系統(tǒng)一般由雙向DC-DC加雙向DC-AC兩級(jí)式結(jié)構(gòu)組成，其中DC-DC級(jí)實(shí)現(xiàn)電池電壓與直流母線電壓之間的電壓變換。雙Boost有源箝位雙向DC-D

2、C變換器具有高電壓變換比，低電流紋波，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷電壓尖峰低，易于實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)關(guān)（Zero Voltage Switching，ZVS）等優(yōu)點(diǎn)，適用于低壓大電流的應(yīng)用場(chǎng)合。本文對(duì)該變換器的基本原理和不同控制策略下變換器的工作特性進(jìn)行分析，以提高變換器在寬輸入電壓范圍下能量變換的效率。
　　本文首先介紹了雙Boost有源箝位雙向DC-DC變換器的基本原理，分析了移相控制下在寬輸入電壓范圍時(shí)變換器的功率傳輸特性，以效率為關(guān)注點(diǎn)，

3、從變換器的傳輸電感電流應(yīng)力，軟開(kāi)關(guān)范圍和環(huán)流功率損耗這三個(gè)方面對(duì)變換器的工作特性進(jìn)行研究，指出移相控制存在輕載時(shí)難以實(shí)現(xiàn)所有開(kāi)關(guān)管的ZVS，環(huán)流損耗大等缺點(diǎn)。進(jìn)而引入PWM加移相控制策略，從理論上證明了該控制策略在低壓側(cè)電壓小于額定值工況下可以實(shí)現(xiàn)全功率范圍所有開(kāi)關(guān)管的ZVS，提高功率傳輸能力，降低傳輸電感電流應(yīng)力，降低環(huán)流功率損耗。同時(shí)也分析了該控制策略在低壓側(cè)電壓大于額定值的工況下輕載時(shí)難以實(shí)現(xiàn)所有開(kāi)關(guān)管的ZVS，重載時(shí)傳輸電感電流

4、有效值大。最后本文提出一種優(yōu)化的變占空比加移相控制策略，對(duì)低壓側(cè)電壓小于額定電壓工況下變換器的占空比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證功率傳輸能力和全功率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)所有開(kāi)關(guān)管ZVS的前提下，控制傳輸電感電流有效值近似最小，以提高變換器在重載時(shí)的效率。
　　本文利用基于SABER軟件的仿真模型對(duì)變換器的工作特性進(jìn)行分析，同時(shí)搭建功率等級(jí)360W，低壓側(cè)電壓8~15V，高壓側(cè)電壓380V，基于DSP28335控制芯片的原理樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真和實(shí)