双向DC/DC变换器控制策略优化及其模块化研究

摘要

目前分布式发电系统中应用的双向全桥 DC/DC变换器在采用传统单移相控制时会产生较大的回流功率和电流应力，导致损耗增加。本文通过回流功率与移相比，输入电压和输出电压之间的关系建立一种以最小回流功率为目标的回流功率优化控制策略，并将优化的单模块电路通过模块化技术拓展，使其可以应用在需求条件更广的环境中。
　　本文首先分析了DAB（双向有源桥式）电路在传统移相控制方式下的工作原理，研究了能量流动方向与移相角的关系并探讨能量流动时产生的功率回流问题，尤其是输入输出电压幅值不匹配时，产生的影响更大，讨论其实现软开关条件，并对其进行小信号建模，最后通过仿真验证。
　　针对传统移相控制中回流功率过大，软开关范围小的问题，提出使用双重移相控制，分析其工作原理并对双重移相控制方式进行优化，在同等传输功率条件的情况下，对其最小的功率回流进行求解，并通过仿真模型验证优化效果。
　　针对仿真的结果，给出电路中主要参数，进行主电路的硬件部分设计，包括采样电路，驱动电路，保护电路等，主电路采用 DSP进行控制，并进行软件部分设计，包括主程序，采样子程序，PID算法等等。
　　最后，通过搭建 ISOP的两模块DAB电路，在实物上通过对传统移相控制，双重移相控制和优化之后的双重移相控制三种控制方式的功率回流相近对比，并与理论分析进行对比，验证有效性与可行性。并对单模块，双模块分别进行输出切载实验，验证其稳定性。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题来源

1.2 课题研究背景及理论意义

1.3 双向DC/DC变换器

1.4 模块化双向DC/DC变换器

1.5 本文的主要研究内容

第2章 传统移相控制双向DC/DC变换器

2.1 引言

2.2 传统移相控制

2.3 变换器的小信号建模

2.4 仿真分析

2.5 本章小结

第3章 双重移相控制双向DC/DC变换器

3.1 引言

3.2 双重移相控制

3.3 变换器回流功率优化

3.4 策略优化及仿真分析

3.5 本章小结

第4章 双向DC/DC变换器的主电路设计

4.1 引言

4.2 变换器的整体设计

4.3 主电路参数设计

4.4 采样电路的设计

4.5 驱动电路的设计

4.6 双模块ISOP同占空比控制

4.7 本章小结

第5章 系统软件设计及实验验证

5.1 引言

5.2 系统软件设计

5.3 实验结果与分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢