針對(duì)雙有源全橋（DAB） DC/DC變換器在輕載及電壓變比偏離1時(shí)易失去軟開(kāi)關(guān)特性這一問(wèn)題,提出了一種三角波零電流開(kāi)關(guān)（ZCS）調(diào)制方法。通過(guò)合理配置變換器兩個(gè)全橋的內(nèi)相移量,使得高頻鏈電感電流在每個(gè)周期內(nèi)的一段時(shí)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(kāi)關(guān)行為,保證所有開(kāi)關(guān)管ZCS開(kāi)通,同時(shí)可以使得大部分換流開(kāi)關(guān)ZCS關(guān)斷,從而降低系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)損耗。同時(shí),所提出的方法具有更大的軟開(kāi)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(bǔ)。最后,通過(guò)搭建小功率實(shí)驗(yàn)樣機(jī)對(duì)所研究的調(diào)制方法進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 

【文章來(lái)源】：電力電子技術(shù). 2020,54(08)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【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(kāi)關(guān)范圍較小，而在重載條件下??軟開(kāi)關(guān)范圍較大。而在三角波調(diào)制下，ＤＡＢ變換??器在輕載時(shí)具有較大的軟開(kāi)關(guān)范圍。??進(jìn)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(shí)的軟開(kāi)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(shí)軟開(kāi)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(kāi)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(shí)，所提三角波??調(diào)制ＺＣＳ調(diào)制方法的軟開(kāi)關(guān)范圍明顯大于梯形波??調(diào)制。同時(shí)可知，三角波調(diào)制在心偏離１及輕載??條件下軟開(kāi)關(guān)范圍較大，而梯形波調(diào)制軟開(kāi)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(bǔ)。??５?實(shí)驗(yàn)??搭建了?１．５?ｋＷ的ＤＡＢ變換器樣機(jī)，額定輸??入、輸出電壓均為１５０?Ｖ，開(kāi)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(kāi)關(guān)管均可實(shí)現(xiàn)ＺＶＳ開(kāi)通，但??所有開(kāi)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(kāi)關(guān)管數(shù)量減少（僅為梯形波調(diào)制的一??半），同時(shí)可保證所有參與換流的開(kāi)關(guān)管均為ＺＣＳ??開(kāi)通，大部分開(kāi)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(kāi)關(guān)損耗，提髙了效率。??無(wú)法軟開(kāi)

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(kāi)關(guān)范圍較小，而在重載條件下??軟開(kāi)關(guān)范圍較大。而在三角波調(diào)制下，ＤＡＢ變換??器在輕載時(shí)具有較大的軟開(kāi)關(guān)范圍。??進(jìn)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(shí)的軟開(kāi)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(shí)軟開(kāi)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(kāi)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(shí)，所提三角波??調(diào)制ＺＣＳ調(diào)制方法的軟開(kāi)關(guān)范圍明顯大于梯形波??調(diào)制。同時(shí)可知，三角波調(diào)制在心偏離１及輕載??條件下軟開(kāi)關(guān)范圍較大，而梯形波調(diào)制軟開(kāi)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(bǔ)。??５?實(shí)驗(yàn)??搭建了?１．５?ｋＷ的ＤＡＢ變換器樣機(jī)，額定輸??入、輸出電壓均為１５０?Ｖ，開(kāi)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(kāi)關(guān)管均可實(shí)現(xiàn)ＺＶＳ開(kāi)通，但??所有開(kāi)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(kāi)關(guān)管數(shù)量減少（僅為梯形波調(diào)制的一??半），同時(shí)可保證所有參與換流的開(kāi)關(guān)管均為ＺＣＳ??開(kāi)通，大部分開(kāi)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(kāi)關(guān)損耗，提髙了效率。??無(wú)法軟開(kāi)

【參考文獻(xiàn)】：
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(kāi)關(guān)[J]. 王聰,沙廣林,王俊,莊園,程紅.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(12)



本文編號(hào)：3071726