基于擴(kuò)展移相控制的DAB變換器性能優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、隨著全球能源危機(jī)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(jìn)加速了直流配電網(wǎng)的形成與發(fā)展。雙主動(dòng)全橋 DC-DC變換器(Dual Active Bridge, DAB)具有快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、良好的功率傳輸能力、Buck/Boost電壓轉(zhuǎn)換、功率雙向流動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為直流固態(tài)變壓器的核心電路，同時(shí)也是電動(dòng)汽車等直流負(fù)荷并入直流配電網(wǎng)的關(guān)鍵單元。DAB變換器的性能將影響整個(gè)直流配電網(wǎng)的運(yùn)行性能，針對(duì)DAB變換器的性能優(yōu)化技術(shù)的研

2、究逐漸成為行業(yè)研究的熱點(diǎn)，具有廣泛的經(jīng)濟(jì)與實(shí)際意義。
　　本文將從回流功率與 ZVS軟開(kāi)關(guān)特性兩方面入手，對(duì) DAB變換器進(jìn)行性能優(yōu)化分析，提出一種綜合最優(yōu)控制策略，通過(guò)所搭建的仿真樣機(jī)、實(shí)驗(yàn)樣機(jī)對(duì)所提出的綜合最優(yōu)控制策略進(jìn)行驗(yàn)證。論文主要工作與研究?jī)?nèi)容如下：
　　針對(duì)基于擴(kuò)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(duì)于其他控制的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)

3、EPS控制的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹，分析了基于EPS控制的DAB變換器的工作過(guò)程，對(duì)各可行控制域內(nèi)的DAB變換器的傳輸功率與回流功率進(jìn)行了建模，對(duì)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(guò)DAB變換器仿真樣機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證。
　　針對(duì)各工作模式下的DAB變換器，在整個(gè)功率傳輸區(qū)域內(nèi)，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(jī)理，在DAB變換器可行控制域內(nèi)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(duì)各工作模式下的回流功率特性進(jìn)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(kāi)關(guān)管的ZVS軟開(kāi)關(guān)特性，建立了DAB變換器ZVS軟開(kāi)關(guān)控制區(qū)，將ZVS軟開(kāi)關(guān)特性與回流功率特性進(jìn)行結(jié)合，提出了綜合最優(yōu)控制策略。介紹了 ZVS軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理，根據(jù) DAB變換器的工作過(guò)程，得出了各開(kāi)關(guān)管Z

5、VS導(dǎo)通的實(shí)現(xiàn)條件，在可行控制域內(nèi)求解出各組開(kāi)關(guān)管的ZVS控制區(qū)，匯總得出整個(gè)DAB變換器的ZVS控制區(qū)；不同工作模式下軟開(kāi)關(guān)特性也存在差異，針對(duì)各工作模式下的 DAB變換器，將 ZVS軟開(kāi)關(guān)與回流功率特性進(jìn)行結(jié)合，提出了一種綜合最優(yōu)控制策，并通過(guò)仿真樣機(jī)對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　在DAB變換工作原理的基礎(chǔ)上，搭建了DAB實(shí)驗(yàn)樣機(jī)平臺(tái)，輸出相同功率時(shí)，對(duì)比其它控制點(diǎn)與綜合最優(yōu)控制點(diǎn)的回流功率與軟開(kāi)關(guān)特性，并繪制出了相應(yīng)的效率曲線，對(duì)所