用于新能源發(fā)電系統(tǒng)ZVS多端口DC／DC變流器
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時(shí)間：2012-11-17
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3 變流器ZVS條件
三端口變流器的換流機(jī)制與二端口變流器相似，即將關(guān)斷的開(kāi)關(guān)器件，會(huì)將電流轉(zhuǎn)移到相應(yīng)諧振電容中，利用電容電壓不能突變的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷。利用諧振電容的充放電，使得開(kāi)關(guān)管反并聯(lián)二極管開(kāi)通后，再開(kāi)通開(kāi)關(guān)管，實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通。然而，對(duì)于三端口變流器，由于有兩個(gè)輸入級(jí)相互影響，軟開(kāi)關(guān)條件相對(duì)更復(fù)雜。
從圖2可推出升壓模式下的軟開(kāi)關(guān)條件。在升壓模式下，開(kāi)關(guān)管零電壓開(kāi)關(guān)(ZVS)的實(shí)現(xiàn)與開(kāi)關(guān)管關(guān)斷前時(shí)刻的初次級(jí)電流的狀態(tài)有關(guān)，簡(jiǎn)單解釋為即將關(guān)斷的開(kāi)關(guān)管流過(guò)正向電流，不同時(shí)刻的電流要求為：
其中函數(shù)f1～f6分別表示開(kāi)關(guān)管VS1(VS1’)，VS5(VS5’)，VS3，VS2(VS2’)，VS6(VS6’)，VS4的軟開(kāi)關(guān)條件。由式(1)～(8)可以推出VS3，VS4可完全實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)，而VS1(VS1’)，VS2(VS2’)和VS5(VS5’)，VS6(VS6’)的軟開(kāi)關(guān)條件受到φ13，φ53范圍的限制，意味著有源橋雙向DC／DC變流器一個(gè)輸入級(jí)電路的軟開(kāi)關(guān)條件受到另一個(gè)輸入級(jí)中控制變量的影響。則要根據(jù)兩個(gè)輸入級(jí)電路控制變量間的相互影響，合理選取φ13，φ53的值。
4 仿真結(jié)果
變流器電路的仿真參數(shù)為：Uin1=Uin2=12 V，L1=L2=25μH，Lr13=Lr53=Lr15=0．5μH，fs=20 kHz，C1=C2=4．4 mF，C3=C4=330μF，Co= 660μF，φ13=0．16π，φ53=0．1π，D=0．5。升壓模式下仿真波形如圖3所示?？梢?jiàn)，當(dāng)開(kāi)關(guān)器件的反并聯(lián)二極管導(dǎo)通時(shí)，給開(kāi)關(guān)器件施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，開(kāi)關(guān)器件可實(shí)現(xiàn)ZVS。本文引用地址：http://www.2s4d.com/article/176000.htm
5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
搭建的2 kW三端口變流器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)基本電路中Uin1=Uin2=4．5 V，其他參數(shù)均與仿真參數(shù)相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。
6 結(jié)論
提出一種用于新能源發(fā)電系統(tǒng)的三端口雙向DC／DC變流器。傳遞功率與方波電壓間的移相角有關(guān)。該變流器具有雙向功率流動(dòng)，軟開(kāi)關(guān)，輸入電流紋波低，低壓側(cè)開(kāi)關(guān)應(yīng)力低等優(yōu)點(diǎn)。軟開(kāi)關(guān)是該變流器主要優(yōu)點(diǎn)，但軟開(kāi)關(guān)不能在任意條件下實(shí)現(xiàn)，這里對(duì)6個(gè)軟開(kāi)關(guān)條件進(jìn)行了簡(jiǎn)要總結(jié)和分析。最后通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析。
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