论文部分内容阅读
随着新能源发电的普及,双有源桥双向DC-DC变换器(Dual active bridge,DAB)得到了学者的广泛研究。该变换器应用于微电网储能、电动汽车、不间断电源(UPS)等存在储能装置和直流母线的场合。目前,学者研究的目标是提高变换器效率、提高功率密度、拓展软开关范围、增大输入电压范围等。为了使变换器在轻载时实现所有开关管的实际ZVS软开关,重载时减小功率回流带来的导通损耗问题,该文提出了一种新型的混合控制方案,使用基于三绕组变压器的改进型双有源桥变换器拓扑,在变压器副边引出中心抽头,与分压电容中点之间加入一个小电感,轻载时使用定频双PWM加桥间移相控制,最差软开关电流与变换器副边桥内移相角呈现线性关系,利用中心抽头电感两端的微小电压相位差,帮助最难实现软开关的开关管实现设定电流值的实际ZVS软开关;重载时副边桥内移相角减小为0,使用变频单PWM加桥间移相控制,通过开关频率和桥间移相角解耦控制,使最难实现软开关的开关管依旧实现设定电流值的实际ZVS软开关,通过新型混合控制方案,在全负载范围内实现了最差软开关电流达到设定值,一方面保证了所有开关管的实际ZVS软开关,另一方面不使用复杂的数学模型使无功回流功率最小化,减小了变换器的导通损耗。该文首先研究传统单PWM加桥间移相控制方案,分析内部模式软开关环境和外部模式功率回流问题,考虑了开关管寄生输出结电容对软开关过程的影响,将反向软开关电流对同一桥臂的两个开关管寄生结电容完全充放电定义为实际ZVS软开关,提出新型混合控制方案,轻载时优化软开关环境问题,将临界软开关转化为实际ZVS软开关;重载下优化因软开关电流过大带来的无功回流问题。最终搭建了一台1.5k W的实验平台,以实验的方式验证了理论分析的正确性与有效性。