基于同步三重移相控制的DAB全工况回流功率优化
2021-02-24吴育栋郝正航郭家鹏唐文博
吴育栋,郝正航,林 涵,郭家鹏,唐文博
(贵州大学 电气工程学院,贵州 贵阳 550025)
0 引言
随着能源需求的增加和节能减排理念的深入推广,人们对可再生资源的利用越来越重视,绝大多数可再生能源如风能、太阳能等会受到环境和天气的影响,一般需要将可再生能源与储能装置结合使用,这使变换器的研究变得愈发重要。双主动全桥(dual active bridge,DAB)变换器[1]由于拓扑简单,相比其他变换器,具有电气隔离、控制简单、功率密度高、能量双向传输等优点,被广泛应用于智能电网[2]、可再生能源发电[3]、电动汽车[4]、储能[5]等能量变换系统中。
目前,针对DAB变换器功率流动,常用控制方法有单移相控制[6](single phase shift,SPS)、双重移相控制[7](dual phase shift,DPS)和三重移相控制[8-9](tripe phase shift,TPS)等。上述的控制方式都是通过控制 DAB开关管驱动信号间的相对位移来实现对功率的控制。其中,单移相控制方法最简单,但在原副边电压不匹配时,会出现系统回流功率增大,开关器件电流应力增大,软开关范围减小等问题,降低变换器的效率。
为了解决上述问题,很多学者对DAB的控制策略做了深入研究。文献[10]提出通过优化降低电感电流的最大值,从而降低了开关的电流应力;文献[11-12]提出了双重移相控制方式,通过控制原边对角桥间移相角的相对相移和原副边之间的相对相移,降低了回流功率,增加了功率的调节范围;在此基础上,文献[7]对比了 SPS和 DPS下的系统功率特性,建立了系统回流功率的数学模型;文献[13]提出一种 DPS的回流功率优化策略,但是只针对电压转换比大于1的情况,未做全范围的分析;……
