感謝各位朋友的支持,本帖是本人的第83篇原創筆記。如果您恰好也對DAB變換器感興趣,希望對你有幫助,也歡迎一起交流討論。
雙有源全橋(DAB)變換器如圖1所示。由輸入側全橋H1,負載側全橋H2,高頻變壓器T(變比k:1)和漏感L組成。采用雙重移相(DPS)調制,定義:輸入側全橋H1/負載側全橋H2的內移相比為D1,全橋H1和全橋H2之間的移相比為D,電壓傳輸比n=Vab/Vcd。輸入側全橋H1兩半橋臂中點電壓差為Vab,負載側全橋H2兩半橋臂中點電壓差為Vcd。
圖1 雙有源全橋(DAB)變換器
DPS控制具有兩個變量(D、D1,變化范圍0~1)。與擴展移相(EPS)相比,DPS移相增加了負載側全橋H2內移相變量。輸出功率控制更靈活,但控制復雜度也隨之增加。在全橋內部增加內移相角可以將橋口電壓Vab變為三電平方波,內移相角D1*Pi越大,Vab的占空比越小,傳輸的能量也就越小。改變H1和H2的移相角可以控制輸出功率(SPS控制,當D=0.5時,傳輸功率最大)。根據移相比關系,可以將正向運行Boost模式(Buck模式)分為四種工作模態,模態工作波形如圖2~5所示。
模態1 D>D1,D+D1<1
圖2 模態1
模態2 D>D1,D+D1>1
圖3 模態2
模態3 D<D1,D+D1<1
圖4 模態3
模態4 D<D1,D+D1>1
圖5 模態4
根據電感表達式聯立方程組可以求解各個拐點處電流表達式,再用積分的方法求解傳輸功率表達式,根據傳輸功率表達式作出三維傳輸功率圖如圖6所示。
(a) 視角1 (b) 視角2
圖6 DPS功率傳輸范圍
圖6中,紅色為模態1和模態2(D>D1),綠色為模態3和模態4(D<D1)。為了更清楚地看出DPS控制下功率傳輸規律,將3D圖轉換為2D圖,功率傳輸曲線如圖7所示。
圖7 功率傳輸2D曲線
圖7中,紅色線條為SPS控制下功率傳輸曲線。藍色和綠色陰影部分為DPS控制下功率傳輸范圍。圖中明顯可以看出,增加了控制變量,功率傳輸范圍拓寬,控制更加靈活。
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參考文獻
雙重移相控制的雙主動全橋變換器全局電流應力分析及優化控制策略
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