基于PWM加移相控制的雙Boost雙向DC-DC變換器研究.pdf

1、V2G（vehicle-to-grid，V2G）技術將電動汽車作為移動儲能單元應用于微網，實現(xiàn)電網公司和電動汽車用戶間的雙贏。鋰電池具有比容量大，循環(huán)使用次數(shù)多等優(yōu)點，在V2G等領域獲得普遍地使用，而對鋰電池的大量需求也推動了電池化成技術的發(fā)展，因此基于鋰電池的充放電系統(tǒng)具有很好的發(fā)展前景。該系統(tǒng)一般由雙向DC-DC加雙向DC-AC兩級式結構組成，其中DC-DC級實現(xiàn)電池電壓與直流母線電壓之間的電壓變換。雙Boost有源箝位雙向DC-D

2、C變換器具有高電壓變換比，低電流紋波，開關管關斷電壓尖峰低，易于實現(xiàn)開關管的零電壓開關（Zero Voltage Switching，ZVS）等優(yōu)點，適用于低壓大電流的應用場合。本文對該變換器的基本原理和不同控制策略下變換器的工作特性進行分析，以提高變換器在寬輸入電壓范圍下能量變換的效率。
　　本文首先介紹了雙Boost有源箝位雙向DC-DC變換器的基本原理，分析了移相控制下在寬輸入電壓范圍時變換器的功率傳輸特性，以效率為關注點，

3、從變換器的傳輸電感電流應力，軟開關范圍和環(huán)流功率損耗這三個方面對變換器的工作特性進行研究，指出移相控制存在輕載時難以實現(xiàn)所有開關管的ZVS，環(huán)流損耗大等缺點。進而引入PWM加移相控制策略，從理論上證明了該控制策略在低壓側電壓小于額定值工況下可以實現(xiàn)全功率范圍所有開關管的ZVS，提高功率傳輸能力，降低傳輸電感電流應力，降低環(huán)流功率損耗。同時也分析了該控制策略在低壓側電壓大于額定值的工況下輕載時難以實現(xiàn)所有開關管的ZVS，重載時傳輸電感電流

4、有效值大。最后本文提出一種優(yōu)化的變占空比加移相控制策略，對低壓側電壓小于額定電壓工況下變換器的占空比進行優(yōu)化設計，在保證功率傳輸能力和全功率范圍內實現(xiàn)所有開關管ZVS的前提下，控制傳輸電感電流有效值近似最小，以提高變換器在重載時的效率。
　　本文利用基于SABER軟件的仿真模型對變換器的工作特性進行分析，同時搭建功率等級360W，低壓側電壓8~15V，高壓側電壓380V，基于DSP28335控制芯片的原理樣機進行實驗驗證。仿真和實