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適用于汽車電源系統(tǒng)的全橋推挽式雙向DC-DC變換器

作者: 時(shí)間:2012-03-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
2.2超級(jí)電容放電模式

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/230887.htm

超級(jí)電容放電模式的工作波形如圖6所示。推挽電路開關(guān)(S5、S6)的導(dǎo)通時(shí)間有部分重疊。超級(jí)電容放電電流Isc就是由重疊時(shí)間間隔來控制。在該間隔中,Isc將電能存儲(chǔ)于電感LDC中,此后,電流流向蓄電池側(cè),這意味著放電占空比Ddischarge應(yīng)該大于0.5。在放電模式中,全橋電路相當(dāng)于一個(gè)二極管整流器。

(4)

圖6放電模式工作波形

2.3電路設(shè)計(jì)

首先,超級(jí)電容的儲(chǔ)能率被限制在最大容量的75%,該比率所對(duì)應(yīng)的電容最低電壓為電容最高電壓Vc_max的一半。這樣,高頻變壓器的匝數(shù)比NT可由下式確定:

(5)

本系統(tǒng)使用的超級(jí)電容單元為PSLF-1350,四個(gè)串聯(lián)單元的詳細(xì)說明見表1,雙向DC-DC變換器的整體設(shè)計(jì)說明和電路參數(shù)見表2。

表1超級(jí)電容規(guī)格參數(shù)

電容量

340F

最大電壓

10.8V

連續(xù)充放電電流

60A

最大ESR

1.5mΩ

能量密度

6.5Wh/kg

功率密度(單體電容器)

5.5kW/kg


表2電路參數(shù)

項(xiàng)目

符號(hào)

數(shù)值

直流母線電壓

Vb

50V

電感

Ldc

60μH

開關(guān)頻率

FS

60kHz

線圈匝數(shù)比

NP:Ns:Ns

511

附加無損耗緩沖電容

Crx

4.7nF

MOSFET導(dǎo)通電阻(英飛凌,BUZ341

35mΩ

3性能分析

3.1PWM控制下的穩(wěn)態(tài)測(cè)試結(jié)果

為驗(yàn)證雙向DC-DC變換器的穩(wěn)態(tài)性能,建立了實(shí)驗(yàn)室模型進(jìn)行測(cè)試。全橋中的開關(guān)器件采用三菱的溝槽柵型IGBTCM100DUS-12F,推挽電路中的功率器件采用英飛凌的并聯(lián)MOSFETBUZ341。

圖7顯示了超級(jí)電容充電模式下全橋不帶和無損耗緩沖電容情況下的工作波形,開關(guān)器件處于硬開關(guān)條件下。超級(jí)電容充電電流Isc受到全橋側(cè)的較好調(diào)節(jié)。整流二極管D5和D6中的恢復(fù)電流浪涌造成超級(jí)電容電壓Vc中的電壓尖峰,這些尖峰可以通過增加進(jìn)行削減。

圖7不帶同步整流的超級(jí)電容充電模式下的工作波形(不帶無損緩沖電容器的PWM控制)

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