一种隔离式双向全桥DC/DC变换器的控制策略
2012-01-25武琳张燕枝李子欣王平李耀华刘志刚
武琳,张燕枝,李子欣,王平,李耀华,刘志刚
(1.北京交通大学 电气工程学院,北京100044;2.中国科学院电工研究所 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室,北京100190)
0 引言
隔离式双向全桥DC/DC变换器,又称双有源桥(Dual Active Bridge),这种隔离式DC/DC变换器的优势在于:中(高)频变压器能够实现电气隔离,使系统获得更高的可靠性;逆变侧和整流侧的开关管可以实现软开关控制,减小了系统的损耗;利用变压器的漏感能够进行能量的传递,并且变流器的输入和和输出侧之间能够实现能量的双向流动;中(高)频变压器的使用,取代了传统的工频变压器,降低系统的体积和重量,提高系统的功率密度。这种变换器被广泛应用于电力电子变压器[1]、机车牵引[2]、可再生能源发电[3]、高压电机驱动[4]等场合。
自Mustansir H.Kheraluwala首次提出隔离式双向全桥DC/DC变换器的拓扑以来[5],这种拓扑受到了广泛关注,很多学者为了提高其性能并拓宽其应用范围,在控制策略和拓扑的改进上,进行了大量的工作。Georgios D.Demetriades提出了一种占空比调制方法,进一步提高了 DAB的效率[6];为了消除变流器的无功分量,Hua Bai在变换器的逆变侧和整流侧均采用了双移相控制的策略,从而提高了变流器的效率[7];German G采用了一种移相控制和脉宽调制相结合的方法,提升了系统的效率,取得了较好的效果[8]。Kolar对DC/DC变流器采用不同拓扑和控制策略下的效率进行了比较,并给出了不同种类的变压器的损耗对系统效率的影响[9]。和非谐振式DC/DC变换器流经中(高)频变压器的方波电流相比,LC谐振式DC/DC变换器的准正弦电流,能够减小中(高)频变压器绕组涡流损耗,进一步提高了变流器的效率[10]。……
