基于双向DC-DC变换技术的蓄电池充放电装置研究与设计

随着经济的快速发展、科技的不断创新，蓄电池越来越广泛地应用于航天、电动汽车、不间断电源UPS等领域，因此其充放电技术的研究显得尤为重要。传统技术的充放电装置采用不同的电路，本文研究的双向DC-DC变换器集充放电技术于一体，达到“一机两用”的效果。 本文首先介绍了双向DC-DC变换器的研究现状，简要总结了变换器的建模方法和控制技术。其次，描述了非理想变换器电路平均建模法，给出了电流连续状态下BUCK和BOOST变换器的小信号模型。接着根据系统的指标，介绍了设计BUCK/BOOST变换器主电路参数的方法，分析了多种缓冲电路结构，给出了它们的优缺点。 在比较前人提出的控制策略的基础上，本文提出了三种复合控制策略。这些策略继承了传统电压控制、电流反馈控制与前馈控制的优点，抗干扰能力强，响应速度快，稳定性好，用MATLAB仿真软件搭建系统模型进行仿真，仿真结果证明了这些控制策略的有效性。同时，仔细研究了BUCK采用电压控制时，系统动态响应与带宽的关系，给出了合理确定带宽使系统达到或接近最优负载动态响应的方法；阐述了双极点--双零点控制器各个环节的作用，给出了确定各参数的依据。 最后，详细的给出了样机的硬件电路和软件设计，制作了一台1400W的双向BUCK/BOOST DC-DC充放电样机，给出了实验波形，结果表明了理论分析的正确性。