基于擴展移相控制的DAB變換器性能優(yōu)化技術研究.pdf

1、隨著全球能源危機與環(huán)境污染的加劇，分布式可再生新能源飛速發(fā)展，極大的促進加速了直流配電網(wǎng)的形成與發(fā)展。雙主動全橋 DC-DC變換器(Dual Active Bridge, DAB)具有快速的動態(tài)響應、良好的功率傳輸能力、Buck/Boost電壓轉換、功率雙向流動等優(yōu)點，逐漸成為直流固態(tài)變壓器的核心電路，同時也是電動汽車等直流負荷并入直流配電網(wǎng)的關鍵單元。DAB變換器的性能將影響整個直流配電網(wǎng)的運行性能，針對DAB變換器的性能優(yōu)化技術的研

2、究逐漸成為行業(yè)研究的熱點，具有廣泛的經(jīng)濟與實際意義。
　　本文將從回流功率與 ZVS軟開關特性兩方面入手，對 DAB變換器進行性能優(yōu)化分析，提出一種綜合最優(yōu)控制策略，通過所搭建的仿真樣機、實驗樣機對所提出的綜合最優(yōu)控制策略進行驗證。論文主要工作與研究內容如下：
　　針對基于擴展移相控制(Extended-phase-shift, EPS)的DAB變換器，建立了傳輸功率與回流功率的模型。闡述了EPS控制相對于其他控制的優(yōu)點，對

3、EPS控制的工作原理進行了詳細介紹，分析了基于EPS控制的DAB變換器的工作過程，對各可行控制域內的DAB變換器的傳輸功率與回流功率進行了建模，對比了單移相控制(Single-phase-shift, SPS)與EPS控制的回流功率特性，并通過DAB變換器仿真樣機進行驗證。
　　針對各工作模式下的DAB變換器，在整個功率傳輸區(qū)域內，提出了最優(yōu)回流功率控制策略。首先根據(jù)回流功率的產(chǎn)生機理，在DAB變換器可行控制域內求解出零回流功率控

4、制區(qū)，將零回流功率控制區(qū)映射到DAB變換器的功率傳輸特性中，求解出零回流功率區(qū)；不同工作模式下，回流功率特性存在差異，對各工作模式下的回流功率特性進行分析，提出了最優(yōu)回流功率控制策略。
　　研究EPS控制下的DAB變換器各開關管的ZVS軟開關特性，建立了DAB變換器ZVS軟開關控制區(qū)，將ZVS軟開關特性與回流功率特性進行結合，提出了綜合最優(yōu)控制策略。介紹了 ZVS軟開關技術的實現(xiàn)原理，根據(jù) DAB變換器的工作過程，得出了各開關管Z

5、VS導通的實現(xiàn)條件，在可行控制域內求解出各組開關管的ZVS控制區(qū)，匯總得出整個DAB變換器的ZVS控制區(qū)；不同工作模式下軟開關特性也存在差異，針對各工作模式下的 DAB變換器，將 ZVS軟開關與回流功率特性進行結合，提出了一種綜合最優(yōu)控制策，并通過仿真樣機對其進行了驗證。
　　在DAB變換工作原理的基礎上，搭建了DAB實驗樣機平臺，輸出相同功率時，對比其它控制點與綜合最優(yōu)控制點的回流功率與軟開關特性，并繪制出了相應的效率曲線，對所