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基于双向DC/DC变换及其管理软件提升直流系统可靠性研究
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作者 吴伟 《电气化铁道》 2025年第1期41-44,共4页
铁路变配电所直流电源系统是向所内提供操作电源和保护电源的核心设备,其良好状态和稳定运行是铁路沿线电力设备安全、可靠运行的重要保证。本文结合铁路变配电所直流电源系统典型架构及运维特点,研究基于双向DC/DC变换及其管理软件实... 铁路变配电所直流电源系统是向所内提供操作电源和保护电源的核心设备,其良好状态和稳定运行是铁路沿线电力设备安全、可靠运行的重要保证。本文结合铁路变配电所直流电源系统典型架构及运维特点,研究基于双向DC/DC变换及其管理软件实现蓄电池组回路连通性测试、蓄电池在线自动核容、蓄电池故障续流等功能,进而提升直流系统可靠性。 展开更多
关键词 双向dc/dc变换 蓄电池 在线自动核容 直流电源系统
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固态变压器中隔离双向DC/DC变换器扩展移相下虚拟电流控制策略
2
作者 郑征 靳婷婷 +1 位作者 陶海军 黄涛 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期515-522,共8页
该文以固态变压器后级隔离双向DC/DC变换器为重点研究对象,提出一种扩展移相下虚拟电流控制策略。通过分析后级变换器在扩展移相传输功率下相移量关系以获得最小电流应力最优解来提高变换器的传输效率,减少器件损耗。同时通过虚拟电流... 该文以固态变压器后级隔离双向DC/DC变换器为重点研究对象,提出一种扩展移相下虚拟电流控制策略。通过分析后级变换器在扩展移相传输功率下相移量关系以获得最小电流应力最优解来提高变换器的传输效率,减少器件损耗。同时通过虚拟电流控制思想在线估算传输功率来提高系统动态响应性能,减少电流传感器使用。最后,对该文所提出的扩展移相下虚拟电流控制与扩展移相控制进行实验对比分析,验证了扩展移相下虚拟电流控制策略具有降低电流应力,显著提高变换器的动态响应的优点。 展开更多
关键词 固态变压器 能源互联网 隔离双向dc/dc变换 电流应力 扩展移相下虚拟电流控制
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基于MPC的耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器功率均衡解耦控制策略
3
作者 樊启高 刘柳 +1 位作者 毕恺韬 艾建 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期328-337,共10页
耦合电感功率变换器因耦合电感阻抗、电感值等参数差异易导致功率不均衡。针对耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器,提出一种基于模型预测控制(MPC)的功率均衡解耦控制策略。通过对变换器原理进行分析,建立基于电感电流解耦的数学模型,得... 耦合电感功率变换器因耦合电感阻抗、电感值等参数差异易导致功率不均衡。针对耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器,提出一种基于模型预测控制(MPC)的功率均衡解耦控制策略。通过对变换器原理进行分析,建立基于电感电流解耦的数学模型,得到包括电感电流和飞跨电容电压等6个控制变量的解耦控制方法。在此基础上,提出基于MPC的功率均衡解耦控制策略。同时,为降低MPC算法的运算负荷,根据解耦控制模型重构模型预测价值函数,实现各控制变量独立动态寻优,使系统能在稳定控制输出电压及飞跨电容电压的同时,实现两相耦合电感的功率均衡控制。最后,通过理论分析及实验对所提策略进行有效验证。 展开更多
关键词 飞跨电容 双向dc/dc变换 耦合电感 模型预测 功率均衡解耦控制
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永磁同步电机双向DC/DC变换器混合储能设计 被引量:1
4
作者 李兆丰 李峰 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第4期185-188,193,共5页
为了提高永磁同步电机的发电效率,设计一种永磁同步电机双向DC/DC变换器混合储能方案,并开展性能仿真分析。利用双向DC/DC变换器连接储能部件与负载母线,该变换器的控制性能对系统整体动/静态性能存在明显影响。研究结果表明:在Buck模... 为了提高永磁同步电机的发电效率,设计一种永磁同步电机双向DC/DC变换器混合储能方案,并开展性能仿真分析。利用双向DC/DC变换器连接储能部件与负载母线,该变换器的控制性能对系统整体动/静态性能存在明显影响。研究结果表明:在Buck模式下仿真测试得到,双向DC/DC变换器高压侧电流逐渐升高,产生了持续上升的最高输出功率。双向DC/DC变换器与Buck电路达到了合理的参数,能够达到混合储能系统要求达到的稳定性与快速性控制标准。本设计的双向DC/DC变换器主电路与Boost电路各项参数处于较优的状态,能够实现对混合储能系统进行稳定高效控制的目标。电感与电容值满足系统运行要求,可以实现双向DC/DC变换器的快速响应,能够快速控制电流值,并获得稳定的电压参数,能够满足优异的动态调控性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 双向dc/dc变换 混合储能 性能分析
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双向DC/DC变换器在混合动力汽车中的应用 被引量:1
5
作者 伍俊 郭宇辉 +2 位作者 谭立波 丛日振 李强 《汽车实用技术》 2024年第8期17-21,共5页
随着用户对混合动力汽车的动力性能和油耗追求越来越高,搭载双向直流转直流(DC/DC)变换器成为满足用户要求的可能方向之一。文章针对双向DC/DC变换器在混合动力汽车中的应用,分别分析了本田动力控制单元(PCU)系统、不同的拓扑结构选型... 随着用户对混合动力汽车的动力性能和油耗追求越来越高,搭载双向直流转直流(DC/DC)变换器成为满足用户要求的可能方向之一。文章针对双向DC/DC变换器在混合动力汽车中的应用,分别分析了本田动力控制单元(PCU)系统、不同的拓扑结构选型、双路交错拓扑收益等,并分析双向DC/DC变换器在混动系统中可能遇到技术难点,为混合动力汽车采用双向DC/DC变换器选择提供意见。 展开更多
关键词 双向dc/dc变换 混合动力系统 本田PCU系统 拓扑 收益
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动力电池检测用双向DC/DC变换器设计
6
作者 贾超 蒋晓明 《电子制作》 2024年第7期43-46,共4页
针对传统动力电池化成分容设备中电源模块体积大、输出功率小、稳态精度低、可靠性差等问题,设计了一款高精度、大功率双向DC/DC变换器。该变换器以同步整流双向Buck/Boost电路为核心电路,采用多模块并联拓扑结构,减小系统体积的同时提... 针对传统动力电池化成分容设备中电源模块体积大、输出功率小、稳态精度低、可靠性差等问题,设计了一款高精度、大功率双向DC/DC变换器。该变换器以同步整流双向Buck/Boost电路为核心电路,采用多模块并联拓扑结构,减小系统体积的同时提高了整机效率。基于DSP数字控制技术,实现各通道电流独立闭环控制输出,并机状态下可实现稳压输出以及电流自主比例分配,无需额外均流电路调节控制。实验结果表明:采用多模块并联型设计的双向DC/DC变换器效率高,充放电电流调整范围大,可在0~±180A内变化稳定输出,且精度可达0.005%F.S以内,满足大功率动力电池化成分容设备的技术要求,在动力电池检测行业具有较高的实用价值。 展开更多
关键词 电池化成 双向dc/dc变换 多模块并联 DSP
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基于双向DC/DC变换器的超级电容控制策略研究
7
作者 赵少锋 《电工材料》 CAS 2024年第4期81-83,共3页
本研究采用双向DC/DC变换器控制超级电容充放电,在分析超级电容、双向DC/DC变换器的数学模型基础上,提出了充放电控制策略。为验证该策略,搭建了仿真模型。仿真结果表明:该控制策略能够控制超级电容直流母线电压,维持母线电压恒定。
关键词 双向dc/dc变换 超级电容 控制策略
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新能源汽车双向DC/DC变换器研究
8
作者 张龙寅 《汽车测试报告》 2024年第8期56-58,共3页
随着新能源汽车产业的快速发展,车载双向DC/DC变换器作为关键能量管理装置,备受关注。该文介绍双向DC/DC变换器在新能源汽车中的工作原理,指出新能源汽车双向DC/DC变换器存在的问题,包括效率低下与功率密度不足、控制策略单一、动态性能... 随着新能源汽车产业的快速发展,车载双向DC/DC变换器作为关键能量管理装置,备受关注。该文介绍双向DC/DC变换器在新能源汽车中的工作原理,指出新能源汽车双向DC/DC变换器存在的问题,包括效率低下与功率密度不足、控制策略单一、动态性能差,并针对这些问题提出优化策略,以促进新能源汽车双向DC/DC变换器技术的发展和产业化应用。 展开更多
关键词 新能源汽车 双向dc/dc变换 拓扑结构优化
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双向DC/DC变换器的拓扑研究 被引量:126
9
作者 童亦斌 吴峂 +1 位作者 金新民 陈瑶 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第13期81-86,共6页
首先分类介绍了几种典型的隔离式双向DC/DC变换器电路,并对其主要特点和应用领域进行了比较和分析。在此基础上,提出了一种新颖的隔离式双向DC/DC变换器拓扑,该拓扑结构简洁,并可应用同步整流技术,使得整个设计具有高效率、高控制性能... 首先分类介绍了几种典型的隔离式双向DC/DC变换器电路,并对其主要特点和应用领域进行了比较和分析。在此基础上,提出了一种新颖的隔离式双向DC/DC变换器拓扑,该拓扑结构简洁,并可应用同步整流技术,使得整个设计具有高效率、高控制性能、低成本等特点。该文介绍了电路结构、详细分析了工作原理和设计要点,最后给出了实验波形,验证了这种电路拓扑的优越性。 展开更多
关键词 双向dc/dc变换 电路拓扑 同步整流 脉宽调制
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PWM加相移控制的双向DC/DC变换器 被引量:42
10
作者 赵川红 徐德鸿 +1 位作者 范海峰 陈刚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第10期72-77,共6页
该文提出了一种PWM加相移控制的双向DC/DC变换器。该变换器结合了PWM和相移这两种控制技术优点,不但可以减小变换器的电流应力和通态损耗,而且可以拓宽零电压开关的范围。该文详细地介绍和分析了变换器的工作原理,给出零电压开关的条件... 该文提出了一种PWM加相移控制的双向DC/DC变换器。该变换器结合了PWM和相移这两种控制技术优点,不但可以减小变换器的电流应力和通态损耗,而且可以拓宽零电压开关的范围。该文详细地介绍和分析了变换器的工作原理,给出零电压开关的条件,最后给出了实验结果。 展开更多
关键词 双向dc/dc变换 PWM 相移控制 电流应力 通态损耗 零电压开关
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DCM模式下交错并联磁集成双向DC/DC变换器的稳态性能分析 被引量:18
11
作者 杨玉岗 邹雨霏 +1 位作者 代少杰 马杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期60-70,共11页
针对目前交错并联磁集成双向DC/DC变换器工作在DCM模态下的分析不全面这一研究现状,以两相电感进行耦合的两相交错并联磁集成Buck/Boost双向DC/DC变换器为例,在轻载时关断MOS管,利用MOS管的体二极管具有单向导电的特性,避免电感电流出... 针对目前交错并联磁集成双向DC/DC变换器工作在DCM模态下的分析不全面这一研究现状,以两相电感进行耦合的两相交错并联磁集成Buck/Boost双向DC/DC变换器为例,在轻载时关断MOS管,利用MOS管的体二极管具有单向导电的特性,避免电感电流出现负值,从而降低变换器的能量损耗,提高变换器的效率。首先深入分析了运行在Buck状态下的双向DC/DC变换器的DCM模态的稳态性能。其次,分析了变换器的工作状况转换条件,求出各模态转换的临界负载电流。并通过引入的变比与其他参数之间的关系具体分析变换器在各种工作情况(CCM/DCM)下每相相电流的变化规律,同时找出变换器的总输出电流的变化规律。最后,通过仿真和实验的具体数据验证理论分析的可靠性。 展开更多
关键词 双向dc/dc变换 交错并联磁集成 耦合电感 稳态性能 dcM模态
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微电网储能系统中基于PWM加双重移相控制的双向DC/DC变换器研究 被引量:27
12
作者 晏坤 王辉 +1 位作者 漆文龙 谭兴国 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期44-52,共9页
针对微电网储能应用中各储能装置以及直流母线存在的电压波动对变换器工作造成的不利影响、电路环流带来的损耗问题,在原边全桥-副边升压半桥隔离型双向DC/DC拓扑的基础上,提出了PWM配合双重移相的控制方法,分析了该方法在变换器端口电... 针对微电网储能应用中各储能装置以及直流母线存在的电压波动对变换器工作造成的不利影响、电路环流带来的损耗问题,在原边全桥-副边升压半桥隔离型双向DC/DC拓扑的基础上,提出了PWM配合双重移相的控制方法,分析了该方法在变换器端口电压波动情况下对变换器的各种工作特性带来的改善。针对单侧H桥双重移相控制仅在端口电压匹配时才能够在整个移相范围内消除功率环流的局限性,阐述了引入PWM控制后在消除功率环流上的改进,提高了端口电压在宽变化范围下系统的工作效率。建立了PWM配合双重移相控制变换器的数学模型,并与传统移相控制变换器特性做出定量的对比。设计了所提方法应用在微电网储能系统中的控制策略,并搭建了仿真模型,对控制效果进行了对比分析,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 微电网 变换 双向dc/dc变换 储能 PWM 移相控制 双重移相 功率环流
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多相交错并联磁集成双向DC/DC变换器中耦合电感的通用设计准则 被引量:26
13
作者 杨玉岗 马杰 +2 位作者 马云巧 邹雨霏 张书淇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第23期6122-6134,共13页
针对多相交错并联双向DC/DC变换器中的耦合电感器设计困难这一问题,提出具有普遍适用性的耦合电感器通用设计准则。以电感全部对称型耦合电感器的Buck+Boost型交错并联磁集成双向DC/DC变换器为例,研究变换器的Buck模态转换规律,得到变... 针对多相交错并联双向DC/DC变换器中的耦合电感器设计困难这一问题,提出具有普遍适用性的耦合电感器通用设计准则。以电感全部对称型耦合电感器的Buck+Boost型交错并联磁集成双向DC/DC变换器为例,研究变换器的Buck模态转换规律,得到变换器的等效稳态电感和等效暂态电感表达式,推导出变换器的稳态电流纹波和暂态电流响应速度与占空比、相数及电感耦合系数之间的关系。总结出交错并联双向DC/DC变换器中耦合电感的通用设计准则,按照这一准则,在给定占空比时,通过合理选择耦合电感器的耦合系数,可以既减小稳态相电流纹波又提高暂态输出电流响应速度。最后,通过实验验证了通用设计准则的正确性。 展开更多
关键词 双向dc/dc变换 交错并联磁集成 耦合电感器 稳态电流纹波 暂态电流响应速度 通用设计准则
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输入串联输出串联型双向DC/DC变换器自适应均压控制策略研究 被引量:8
14
作者 张颖 荆龙 +3 位作者 吴学智 武文 魏梦航 姜久春 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2900-2907,共8页
多模块输入串联、输出串联(input-series output-series,ISOS)型双向DC/DC变换器尤其适用于如直流电网等输入、输出电压等级都较高的场合,模块间的输入/输出侧能否均压是制约其可靠运行的关键问题。提出了一种基于输入/输出侧电压双... 多模块输入串联、输出串联(input-series output-series,ISOS)型双向DC/DC变换器尤其适用于如直流电网等输入、输出电压等级都较高的场合,模块间的输入/输出侧能否均压是制约其可靠运行的关键问题。提出了一种基于输入/输出侧电压双下垂的自适应均压控制策略。该控制策略利用电感电流补偿值与输入/输出电压之间的下垂特性实现了自适应均压控制,但下垂控制会带来不可避免的静差问题。补偿改进控制策略消除了静差并进一步提高了系统模块化程度,改进后,输入/输出侧均压效果和动态性能良好。利用小信号建模分析系统稳定性,通过根轨迹分析得到控制参数稳定范围,最后通过仿真和实验验证了策略的可行性。 展开更多
关键词 输入串联输出串联 双向dc/dc变换 自适应均压 下垂 模块化
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交错并联磁集成双向DC/DC变换器的软开关实现条件 被引量:13
15
作者 杨玉岗 邹雨霏 马杰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第14期3920-3928,共9页
为了解决传统双向DC/DC变换器的损耗较大和效率较低等实际问题,提出了一种将交错并联磁集成技术与软开关技术相结合的控制方法。首先,以三相交错并联磁集成双向DC/DC变换器为研究实例,分析了当变换器分别运行在一、二、三相电感时的3种... 为了解决传统双向DC/DC变换器的损耗较大和效率较低等实际问题,提出了一种将交错并联磁集成技术与软开关技术相结合的控制方法。首先,以三相交错并联磁集成双向DC/DC变换器为研究实例,分析了当变换器分别运行在一、二、三相电感时的3种工作状态。在每种状态下,分别讨论了电感反向电流的持续时间和死区时间,从而总结出了变换器运行在每种状态下可以实现零电压开关(zero voltage switch,ZVS)的条件。最后,通过实验进一步验证了理论分析的正确性,证实了该设计方案的实用性。 展开更多
关键词 双向dc/dc变换 交错并联磁集成 软开关 死区时间
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电动汽车辅助动力系统双向DC/DC变换器 被引量:11
16
作者 周美兰 刘洋 +1 位作者 黄锋涛 吴晓刚 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期73-81,共9页
针对电动汽车辅助动力系统的性能要求,给出一种电动汽车辅助动力系统双向DC/DC变换器。将两相交错式双向半桥电路作为双向DC/DC变换器的主拓扑,提升了变换器的功率等级,减小了总电感电流纹波。对变换器的Boost模式和Buck模式分别进行了... 针对电动汽车辅助动力系统的性能要求,给出一种电动汽车辅助动力系统双向DC/DC变换器。将两相交错式双向半桥电路作为双向DC/DC变换器的主拓扑,提升了变换器的功率等级,减小了总电感电流纹波。对变换器的Boost模式和Buck模式分别进行了小信号建模,并应用双闭环的控制方式对变换器进行了环路补偿,补偿结果表明变换器具有良好的动态性能和稳态性能。在双向DC/DC变换器上使用了不对称软开关技术,减小了开关损耗,优化了变换器的整体性能。研制了一台600 W的实验样机,分别测试了两种模式下DC/DC变换器的各项性能指标。实验结果表明,所设计的变换器满足效率和输出电压纹波率等各项设计指标要求,从而进一步证实了所提控制方法的有效性以及所选变换器拓扑与参数的合理性和正确性。 展开更多
关键词 双向dc/dc变换 两相交错 功率等级 小信号建模 环路补偿 软开关 开关损耗
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蓄电池充放电的双向DC/DC变换器研究 被引量:6
17
作者 赵敬 李田泽 +2 位作者 韩涛 赵云凤 陈世宝 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期878-880,共3页
铅酸蓄电池的充放电过程是影响其使用寿命的重要因素之一,在充放电过程中存在着充电时间长、温升高、析气严重等问题。针对充电时间长这一问题,分析了能量流动的影响因素,提出了一种新型双向DC/DC变换器,该变换器采用耐高压的IGBT器件... 铅酸蓄电池的充放电过程是影响其使用寿命的重要因素之一,在充放电过程中存在着充电时间长、温升高、析气严重等问题。针对充电时间长这一问题,分析了能量流动的影响因素,提出了一种新型双向DC/DC变换器,该变换器采用耐高压的IGBT器件的桥式电路和零电压移相控制对蓄电池进行充放电;分析了双向DC/DC变换器拓扑及其软开关特性,并利用Matlab/Simulink进行仿真。结果表明,采用零电压相移控制的双向DC/DC变换器能够对蓄电池进行快速可靠的充放电且能稳定输出电压,从而为光伏系统提供稳定电源,提高蓄电池的使用寿命。 展开更多
关键词 铅酸蓄电池 双向dc/dc变换 软开关 充放电 MATLAB/SIMULINK
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混合动力车用全数字电流控制型双向DC/DC变换器 被引量:39
18
作者 张晓峰 吕征宇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期84-89,105,共7页
立足于混合动力车用双向DC/DC变换器,阐述了车辆对应不同的工况下,变换器的各种工作模式,引出了全数字电流控制型双向DC/DC变换器所面临的一些技术难点。通过理论分析和数学推导,并充分考虑工程应用中的实际因素,提出了基于平均电流的... 立足于混合动力车用双向DC/DC变换器,阐述了车辆对应不同的工况下,变换器的各种工作模式,引出了全数字电流控制型双向DC/DC变换器所面临的一些技术难点。通过理论分析和数学推导,并充分考虑工程应用中的实际因素,提出了基于平均电流的控制算法以及断续同步整流模式的数字控制策略,该方法利用单一电流采样电阻完成变换器的多模态双向恒流控制,并且在反向小电流区域内进一步提高了变换器的效率。依据所提出的控制策略,研制了适合于48V蓄电池供电的800W试验样机,试验结果证明了此方法的有效性和可行性,可应用于混合动力车驱动系统中。 展开更多
关键词 混合动力车 双向dc/dc变换 数字控制 断续模式
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三电平电流型推挽双向DC/DC变换器及工作特性分析 被引量:9
19
作者 张纯江 乔玉玺 +2 位作者 谢季芳 孟宪慧 阚志忠 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2023年第3期1-12,共12页
储能DC/DC变换器需要解决电池侧电流纹波和宽电压范围问题。本文研究了一种可用于电能路由器储能环节的三电平电流型推挽式双向DC/DC变换器,具有高增益、电流纹波小和宽输入电压范围的特征。以传输电感两端电压匹配为原则研究了采用脉... 储能DC/DC变换器需要解决电池侧电流纹波和宽电压范围问题。本文研究了一种可用于电能路由器储能环节的三电平电流型推挽式双向DC/DC变换器,具有高增益、电流纹波小和宽输入电压范围的特征。以传输电感两端电压匹配为原则研究了采用脉冲宽度调制(PWM)加移相控制下的工作机理,深入分析了正向和反向工作模式。研究了占空比、桥间移相比和桥内移相比对功率传输的影响以及不同模式下的系统性能,以实现变换器的高效率功率传输。通过建立各功率管开通时刻的瞬态等效电路深入研究了功率管寄生电容、变压器励磁电感对实现软开关的影响。推导出开通时刻的准谐振方程,从而得到功率管实现软开关的条件,为参数优化设计奠定了基础。在3 kW实验平台上进行了实验研究,实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 双向dc/dc变换 PWM加移相 软开关 电能路由器 推挽变换
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双向DC/DC变换器轻载损耗和效率最优化分析 被引量:8
20
作者 杨玉岗 宁浩轩 +1 位作者 李涛 祁鳞 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2527-2530,共4页
双向DC/DC变换器的轻载效率问题一直是困扰设计者的一大难题。为在轻载情况下减小损耗,提高效率,对以交错并联为拓扑结构的双向DC/DC变换器工作中的功率损耗进行了综合性地分析和研究。以两相Buck+Boost交错并联双向DC/DC变换器运行在B... 双向DC/DC变换器的轻载效率问题一直是困扰设计者的一大难题。为在轻载情况下减小损耗,提高效率,对以交错并联为拓扑结构的双向DC/DC变换器工作中的功率损耗进行了综合性地分析和研究。以两相Buck+Boost交错并联双向DC/DC变换器运行在Buck模式下作为模型,分析和推导了电感电流断续模式(DCM)和电感电流连续模式(CCM)下的功率损耗公式,对其在轻载情况下的工作频率进行最优化调整,从而给出了使损耗达到最小化的设计准则。通过实验验证了理论分析的正确性,为多相交错并联双向DC/DC变换器提高轻载效率的设计提供了理论基础。 展开更多
关键词 双向dc/dc变换 轻载 功率损耗 dcM
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