PWM加相移控制双向DCDC变换器的综合

第十五届全国电源技术年会论文集

ＰＷＭ加相移控制双向ＤＣ—ＤＣ变换器的综合’

Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆ

ＰＷＭ

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范海峰赵川红徐德鸿浙江大学（杭州３１００２１）

摘要：本文探讨了删加相移控制的双向Ｄｃ．Ｄｃ变换器的综合方法。采用ＰＷＭ加相移控制的复合控制的双向ＤＣ－ＤＣ

变换器，不但能够减小开关器件的电流应力和通态损耗，而且可以拓宽ＺＶＳ的范围。本文详细介绍了这类变抉器的工作原

理和产生的方法。

叙词：删控制取席直流变换器相移控制

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ

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１引言

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图”Ｊ，在变换器隔离变压器的两端各有一个变换单元。通过控制两个变换单元之阃的相位关系，来达到调节两个直流源之间能量传输的目的。图中【＾为变换器隔离变压器的漏感和外加串联电感的总和，它是变换器能量传输的重要元件，同时也保证了变换器的软开关的实现。

图２ａ为相移控制的概念图，图２ｂ为ＰＷＭ加相移控制的概念图。对器件占空比的ＰＷＭ调节．相当于在电路中加入一个电

双向ＤＣ—ＤＣ变换器可广泛应用于直流不停电电源系统、能量管理系统、航天电源系统以及电动汽车等场合“。４】。为了减小变换器的体积和重量并消除ＥＭＩ，一些软开关技术相继被采用““ｌ。相移控制（ＩＳ）双向ＤＧＤＣ变换器由于元需增加额外元件就能较易实现ＺＶＳ而受到人们的重视。但当输入输出电压幅值不匹配时，变换器电流应力就会增加，而且轻载时无法实现ＺＶＳ。本文作者已经提出了双向ＤＣ－ＤＣ变换器的ＰＷＭ加相移控制的复合控制策略。该策略减小了变换器的电流应力，从而减小了通态损耗，同时也拓宽了变换器的ＺＶＳ范围口】。事实上，ＰＷＭ加相移控制（ＰＰＳ）能够被推广应用于一系列的相移控制双向ＤＣ—ＤＣ变换器中。本文提出了一种产生ＰＷＭ加相移控制双向

ＤＣ－ＤＣ变换器的方法。

子变压器以调节等效输人电压ｋ的幅值和等效输出电压Ｕ的幅值，使得等效输入电压ｋ的正、负幅值和等效输出电压Ｕ的

正、负幅值分＊Ｈ相等口】。

２

ＰＷＭ加相移控制双向ＤＣ．ＤＣ变换器的基本原理

（ａ）相移控制概念图

ＰＷＭ控制

（ｂ）ＰＷＭ加相移控制概念图

图１相移控制双向ＤＧＤＣ变换器

图ｌ为常规相移控制双向ＤＣ－ＤＣ变换器的原理结构框

图２

台达电力电子科教基金助项目

１３７

ＰＷＭ加相移控制双向Ｄｃ．Ｄｃ变换器的综合

当等效输入电压ｖ。的幅值和等效输出电压ｖ。的幅值不匹配时，如ｎ＜Ｋ时，相移控制下双向Ｄｃ．Ｄｃ变换器的主要原理波形如图３ａ所示，ＰⅣＭ加相移控制下的主要原理波形如图３ｂ所示。两种控制方式下双向ＤＣ．］ＤＣ变换器有相等的输入电压

ｕ和相等的输人电压ｖ２，但是它们却具有不同的占空比Ｄ。比较两种控制方式下的双向ＤＣ－ＤＣ变换器的主要原理波形．可以看到Ｐ辅哪加相移控制减小了变换器的电流应力和变换器的通态损耗，研究表明变换器的ＺＶＳ范围也拓宽了。

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（ａ）相移控制概念电路的原理波形

图３

（ｂ）ＰＷＭ加相移控制概念电路的原理波形

３

ＰＷＭ加相移控制双向ＤＣ．Ｄｃ变换器

族的产生

从ＦＷ＇Ｍ加相移控制双向ＤＣ－Ｃ变换器的基本原理。可以发

现能够用ＰＷＭ加相移控制的双向ＤＣ－ＤＣ变换器必须具有以下

特征：

１）组成ＦＷＭ加相移控制双向ＤＣ－Ｉ）Ｃ变换器的基本变换单元（如图１所示ｓｗｉｔｃｈｏｅⅡ）可以和直流电源等效为方波电源；

２）等效方波电源的幅值可以通过ＰＷＭ方式调节：

３）对占空比Ｄ的调节可以使得等效输入电压ｋ的正、负幅

值总是和等效输出电压ｖｄ的正、负幅值分别相等。

３．１

ＰＷＭ加相移控制双向ＤＣ．．ＤＣ变换

图４基本变换单元的产生

图５列出了一族基本变换单元。变换单元中的开关都反并联二极管（实际电路中，这些反并联的二极管可以是器件自身的寄生二极管）。在基本变换单元（８）一（ｅ）中，开关Ｓ和ｓ／工作在互补开关状态，在图５（ｍ）所示的全桥变换单元中，开关Ｓ和％的门极驱动信号相同，开关岛和ｓ．的门极驱动信号相同．而开关ｓＩ和Ｓ工作在互补开关状态。

器的基本变换单元的产生

在直流变换器稳态工作中，变换器中电感两端的电压波形在一个开关周期内都是伏秒平衡的。对于双向ＤＣ－ＤＣ基本变换器来说，当变换器中的两个开关工作在互补状态时，变换器中电感两端的电压波形是方波ｂＩ，而且这些方波的幅值可以通过ＰＷＭ方式调节。因此可以从双向ＤＣ．ＤＣ基本变换器中提取出许多可以用于组合产生ＰＷＭ加相移控制双向ＤＣ－ＤＣ变换器的基本变换单元。图４以ＢＵＣＫ变换器为例说明了双向ＤＣ．Ｉ）Ｃ基本变换单元的产生过程。图４Ｃａ）中电感两端的电压波形为方波，如图４（ｂ）所示移掉电感，就可以得到一个幅值可以通过

ＰｗＭ调节的方波电压源。

１３８

３．２冈ｍ加相移控制双向ＤＣ．ＤＣ变换器的组

成

当图５中的基本变换单元被用于构成相移控制双向ＤＣ－ＤＣ变换器时，基本变换单元输人端菱形接点端口连接电压源或有

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Ⅱ（１）ａ）

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（１）

图５双向ＤＣ－ＤＣ变换器的基本变换单元

源负载（设为ｖ）。其中空心菱形接点为正极性，而实 …… 此处隐藏：3660字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……