雙有源橋變換器優(yōu)化控制策略研究.pdf

1、雙有源橋變換器作為一種高效率雙向變換器拓?fù)?，具有寬輸入寬輸出范圍、控制?jiǎn)單、定頻工作、電壓電流應(yīng)力小等優(yōu)勢(shì)。利用自身的寄生電感，可使變換器中所有開(kāi)關(guān)器件均工作于零電壓開(kāi)關(guān)狀態(tài)，提高變換器的效率。因此，在電動(dòng)汽車、微電網(wǎng)、超級(jí)電容儲(chǔ)能、新能源發(fā)電等能量雙向流動(dòng)的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。
　　為減小雙有源橋式DC-DC變換器的功率損耗，本文提出了一種雙重移相加橋間移相控制的優(yōu)化控制策略。該控制策略在保證傳統(tǒng)雙有源橋軟開(kāi)關(guān)、寬輸入寬輸出電壓范

2、圍的基礎(chǔ)上保證漏感電流有效值最小，能夠減小變換器損耗，提升變換器效率。在橋間移相(Single phase shift, SPS)和雙重移相(Extended phase shift, EPS)相結(jié)合的復(fù)合控制策略下，雙有源橋變換器實(shí)現(xiàn)了全負(fù)載范圍內(nèi)的功率傳輸。相比于現(xiàn)有控制策略，本文提出的優(yōu)化控制策略更容易實(shí)現(xiàn)ZVS軟開(kāi)關(guān)、減小損耗，同時(shí)，各模式之間平滑自由切換，更易于實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。
　　該文首先分析了常用的控制模式及控制策略，

3、對(duì)比分析現(xiàn)有不同控制策略的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，提出以減小電流有效值為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化控制策略。對(duì)變換器的功率傳輸特性、軟開(kāi)關(guān)特性、電流應(yīng)力特性進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上，通過(guò)建立漏感電流有效值、傳輸功率及軟開(kāi)關(guān)條件三者的數(shù)學(xué)模型，得出一條最優(yōu)控制軌跡。該軌跡確保變換器工作于最小電流有效值狀態(tài)且可以實(shí)現(xiàn) ZVS軟開(kāi)關(guān)，從而顯著減小系統(tǒng)的導(dǎo)通損耗和開(kāi)關(guān)損耗，實(shí)現(xiàn)了雙有源橋變換器的優(yōu)化控制。最后，搭建了雙有源橋式變換器的仿真平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)