【摘要】：作為連接不同電壓等級直流母線的關(guān)鍵設(shè)備之一,DC-DC變換器轉(zhuǎn)換效率的提高對于建立直流電網(wǎng)有重要意義。為了降低大功率軟開關(guān)DC-DC變換器的體積和質(zhì)量,基于旋轉(zhuǎn)電容構(gòu)造了一種能夠?qū)崿F(xiàn)功率器件零電流關(guān)斷的非隔離型雙向DC/DC變換器。介紹了變換器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);分析了不同模式下的穩(wěn)態(tài)工作過程;設(shè)計了器件的具體參數(shù)及控制方案并研究了變換器的損耗特性;最后,在Matlab/Simulink中搭載仿真模型,驗(yàn)證了設(shè)計方案和控制策略的正確性。結(jié)果表明,所設(shè)計的變換器能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)管和二極管的零電流關(guān)斷,具有較高的轉(zhuǎn)換效率。
【圖文】：

、二極管D2和支路開關(guān)S2。其中，旋轉(zhuǎn)電容如圖1虛框所示:Sa導(dǎo)通，電容正向充電;Sb導(dǎo)通，電容放電后反向充電。支路開關(guān)S1和S2主要作用是為了避免因電容旋轉(zhuǎn)引起的二極管誤導(dǎo)通，保證二極管支路僅在對應(yīng)的模式下參與工作。2工作原理在進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析前，需要做如下假設(shè):(1)開關(guān)管與二極管均為理想器件，導(dǎo)通壓降為0;(2)諧振電感諧振電容均為理想器件，損耗可以忽略;(3)忽略線路中的雜散電感和電容;(4)輸入輸出電壓為恒壓源，忽略擾動。2.1Buck模式雙向DC/DC變換器工作在Buck模式下，閉合圖1DC/DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.1TopologyofDC/DCconverterS1，能量由高壓側(cè)流向低壓側(cè)，此時控制開關(guān)管Sa和Sb，占空比固定。在一個開關(guān)周期內(nèi)主要分為6個工作階段。各階段的工作圖及電壓電流參考方向如圖2所示，圖中虛線表示各階段內(nèi)變換器內(nèi)電流通路。圖2Buck模式下各階段工作示意圖Fig.2OperationprinciplesofeachstageinBuckmode(1)t0—t1階段(階段1):t0時刻，Sa導(dǎo)通，高壓電源、Cr1、Sa橋臂、電感Lr和低壓電源構(gòu)成回路，高壓電源對Lr、Cr1充電，電感電流和電容電壓波形為正弦波;其余支路均處于開路狀態(tài)。(2)t1—t2階段(階段2):t1時刻，，電容Cr1電壓uCr1上升至Uh，二極管D1正向偏置，電流自然換流至

行穩(wěn)態(tài)分析前，需要做如下假設(shè):(1)開關(guān)管與二極管均為理想器件，導(dǎo)通壓降為0;(2)諧振電感諧振電容均為理想器件，損耗可以忽略;(3)忽略線路中的雜散電感和電容;(4)輸入輸出電壓為恒壓源，忽略擾動。2.1Buck模式雙向DC/DC變換器工作在Buck模式下，閉合圖1DC/DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.1TopologyofDC/DCconverterS1，能量由高壓側(cè)流向低壓側(cè)，此時控制開關(guān)管Sa和Sb，占空比固定。在一個開關(guān)周期內(nèi)主要分為6個工作階段。各階段的工作圖及電壓電流參考方向如圖2所示，圖中虛線表示各階段內(nèi)變換器內(nèi)電流通路。圖2Buck模式下各階段工作示意圖Fig.2OperationprinciplesofeachstageinBuckmode(1)t0—t1階段(階段1):t0時刻，Sa導(dǎo)通，高壓電源、Cr1、Sa橋臂、電感Lr和低壓電源構(gòu)成回路，高壓電源對Lr、Cr1充電，電感電流和電容電壓波形為正弦波;其余支路均處于開路狀態(tài)。(2)t1—t2階段(階段2):t1時刻，電容Cr1電壓uCr1上升至Uh，二極管D1正向偏置，電流自然換流至
【作者單位】： 華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院;
【分類號】：TM46

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本文編號：2518170