一种新颖的软开关双向DC/DC变换器

随着开关电源朝向高功率密度、高效率、高频化的方向发展，双向DC／DC变换器已经广泛应用于蓄电池充放电、电动汽车车载电源、直流不停电电源系统、航空能源等领域中。 由于环境保护和能源短缺等问题的提出，推动了双向DC／DC变换器在太阳能光伏独立发电系统、风能发电系统、混合能源电动汽车、移动式发电系统等领域中的发展应用。在这些应用场合都需要一个高效率高可靠性的储能环节，通常为蓄电池装置，因此需要一双向DC／DC变换器来控制能量的双向流动。由于这些应用领域的高低压侧电压等级相差较大，使用现有的双向DC／DC变换器拓扑已经不再适合。 本文在研究双向DC／DC变换器新拓扑与新控制策略的基础上，结合了级联型变换器与推挽／全桥结构变换器的优点，提出了一种新型的软开关双向DC／DC变换器。在降压变换时，采用移相全桥ZVZCS—PWM结构；在升压变换时，采用推挽隔离式Boost变换器结构，由Boost变换器级联推挽变换器构成，并通过一种控制策略去除了其中冗余元件，得到了一新颖的两级式升压变换器。针对升压变换，提出了利用耦合反激式电感实现软开关的新颖方法，研究表明该方法具有较广的通用性。所提出变换器适用于高低压侧电压等级相差较大的能量双向流动场合。 论文详细的分析了所提出双向DC／DC变换器的工作原理和设计了控制电路。论文研究了该变换器产生偏磁的原因以及抗偏磁的具体措施。同时，论文对该变换器的电磁兼容性设计做了初步的研究，为其应用于大功率场合提供了一些理论基础。 最后，制作了实验样机，实验结果验证了理论分析的正确性。