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>D 1 ,D+D 1 >1
圖3 模態2
模態3 D1 ,D+D 1 <1
圖4 模態3
模態4 D1 ,D+D 1 >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3D功率傳輸圖如圖6所示。
(a) 視角1 (b) 視角2
圖6 DPS功率傳輸范圍3D圖
圖6中,紅色為模態1和模態2(D>D 1 ),綠色為模態3和模態4(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,增加了調制自由度,功率傳輸范圍拓寬,控制更加靈活。
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