發(fā)布時間：2021-03-08 21:48

　　針對雙有源全橋（DAB） DC/DC變換器在輕載及電壓變比偏離1時易失去軟開關(guān)特性這一問題,提出了一種三角波零電流開關(guān)（ZCS）調(diào)制方法。通過合理配置變換器兩個全橋的內(nèi)相移量,使得高頻鏈電感電流在每個周期內(nèi)的一段時間內(nèi)維持為零,從而為ZCS提供保障。相比于梯形波調(diào)制,所提出的方法不僅具有更少的開關(guān)行為,保證所有開關(guān)管ZCS開通,同時可以使得大部分換流開關(guān)ZCS關(guān)斷,從而降低系統(tǒng)的開關(guān)損耗。同時,所提出的方法具有更大的軟開關(guān)范圍,且主要集中在輕載及電壓變比偏離1的條件下,從而與梯形波調(diào)制形成了很好的互補。最后,通過搭建小功率實驗樣機對所研究的調(diào)制方法進行了對比實驗驗證。 

【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖２電壓電流波形??Ｆｉｇ．?２?Ｗａｖｅｆｏｒｍｓ?ｏｆ?ｖｏｌｔａｇｅ?ａｎｄ?ｃｕｒｒｅｎｔ??

由圖３可知，在梯形波調(diào)制下，ＤＡＢ變換器在??輕載條件下的軟開關(guān)范圍較小，而在重載條件下??軟開關(guān)范圍較大。而在三角波調(diào)制下，ＤＡＢ變換??器在輕載時具有較大的軟開關(guān)范圍。??進一步地，為更加清晰地比較ＤＡＢ變換器在??梯形波調(diào)制和三角波調(diào)制下隨著傳輸功率標(biāo)幺值??和電壓變比變化時的軟開關(guān)范圍。圖４為ＤＡＢ變??換器在梯形波調(diào)制和三角波調(diào)制下隨著外和Ｇｒ??變化時軟開關(guān)范圍比較。??０．８??０．２??〇－?０：２?０：Ｖ：６?０：８?１??圖４兩種調(diào)制方法下軟開關(guān)范圍比較??Ｆｉｇ．?４?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｓｏｆｔ?ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ?ｒａｎｇｅ?ｉｎ?ｔｗｏ?ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓ??可知，當(dāng)ＤＡＢ變換器的ＧＲ＜１時，所提三角波??調(diào)制ＺＣＳ調(diào)制方法的軟開關(guān)范圍明顯大于梯形波??調(diào)制。同時可知，三角波調(diào)制在心偏離１及輕載??條件下軟開關(guān)范圍較大，而梯形波調(diào)制軟開關(guān)范??圍主要集中在ＣＫ接近于１和重載條件下。因而，??兩種調(diào)制方法可以形成很好的互補。??５?實驗??搭建了?１．５?ｋＷ的ＤＡＢ變換器樣機，額定輸??入、輸出電壓均為１５０?Ｖ，開關(guān)頻率為２０?ｋＨｚ，??５３（ｘＨ，ｎ：ｌ?＝?ｌ：ｌ。圖５為ＤＡＢ變換器在梯形波調(diào)??制和三角波調(diào)制下的電壓、電流波形。在梯形波調(diào)??制下，變換器所有開關(guān)管均可實現(xiàn)ＺＶＳ開通，但??所有開關(guān)管均為ＨＳ關(guān)斷。而在三角波調(diào)制下，不??僅參與換流的開關(guān)管數(shù)量減少（僅為梯形波調(diào)制的一??半），同時可保證所有參與換流的開關(guān)管均為ＺＣＳ??開通，大部分開關(guān)管為ＺＣＳ關(guān)斷，僅Ｖ３，Ｖ４＊ＨＳ??關(guān)斷，從而減小了系統(tǒng)的開關(guān)損耗，提髙了效率。??無法軟開

由圖３可知，在梯形波調(diào)制下，ＤＡＢ變換器在??輕載條件下的軟開關(guān)范圍較小，而在重載條件下??軟開關(guān)范圍較大。而在三角波調(diào)制下，ＤＡＢ變換??器在輕載時具有較大的軟開關(guān)范圍。??進一步地，為更加清晰地比較ＤＡＢ變換器在??梯形波調(diào)制和三角波調(diào)制下隨著傳輸功率標(biāo)幺值??和電壓變比變化時的軟開關(guān)范圍。圖４為ＤＡＢ變??換器在梯形波調(diào)制和三角波調(diào)制下隨著外和Ｇｒ??變化時軟開關(guān)范圍比較。??０．８??０．２??〇－?０：２?０：Ｖ：６?０：８?１??圖４兩種調(diào)制方法下軟開關(guān)范圍比較??Ｆｉｇ．?４?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｓｏｆｔ?ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ?ｒａｎｇｅ?ｉｎ?ｔｗｏ?ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓ??可知，當(dāng)ＤＡＢ變換器的ＧＲ＜１時，所提三角波??調(diào)制ＺＣＳ調(diào)制方法的軟開關(guān)范圍明顯大于梯形波??調(diào)制。同時可知，三角波調(diào)制在心偏離１及輕載??條件下軟開關(guān)范圍較大，而梯形波調(diào)制軟開關(guān)范??圍主要集中在ＣＫ接近于１和重載條件下。因而，??兩種調(diào)制方法可以形成很好的互補。??５?實驗??搭建了?１．５?ｋＷ的ＤＡＢ變換器樣機，額定輸??入、輸出電壓均為１５０?Ｖ，開關(guān)頻率為２０?ｋＨｚ，??５３（ｘＨ，ｎ：ｌ?＝?ｌ：ｌ。圖５為ＤＡＢ變換器在梯形波調(diào)??制和三角波調(diào)制下的電壓、電流波形。在梯形波調(diào)??制下，變換器所有開關(guān)管均可實現(xiàn)ＺＶＳ開通，但??所有開關(guān)管均為ＨＳ關(guān)斷。而在三角波調(diào)制下，不??僅參與換流的開關(guān)管數(shù)量減少（僅為梯形波調(diào)制的一??半），同時可保證所有參與換流的開關(guān)管均為ＺＣＳ??開通，大部分開關(guān)管為ＺＣＳ關(guān)斷，僅Ｖ３，Ｖ４＊ＨＳ??關(guān)斷，從而減小了系統(tǒng)的開關(guān)損耗，提髙了效率。??無法軟開

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于雙重移相控制的雙有源橋DC-DC變換器的軟開關(guān)[J]. 王聰,沙廣林,王俊,莊園,程紅.  電工技術(shù)學(xué)報. 2015(12)



本文編號：3071726