双向DC_DC变换器的拓扑研究_童亦斌
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汽车文摘王亮蒋庆来(长沙职业技术学院,长沙410217)【摘要】随着新能源汽车的普及,积极开展充电桩建设工作对于促进新能源汽车发展具有重要意义。
新能源光伏充电桩将太阳能转化为电能给新能源汽车充电,是一种清洁、高效的能源供给方式,是新能源汽车充电桩的发展趋势之一。
提出了一种基于新能源汽车光伏充电桩的双向大变比DC-DC 变换器,通过耦合电感技术的应用,提高了电压的变比,实现了电能的双向变化与处理。
主题词:大变比DC-DC 变换器双向NEV中图分类号:TM 46文献标识码:ADOI:10.19822/ki.1671-6329.20210151Research on New Bi-Directional High-Ratio DC-DC Converter Basedon New Energy Vehicle Photovoltaic Charging PileWang Liang,Jiang Qinglai(Changsha Vocational and Technical College,Changsha 410217)【Abstract 】With the popularity of new energy vehicles,it is of great significance to actively carry out the construction of charging piles to promote the development of new energy vehicles (NEVs ).New energy photovoltaic charging piles convert solar energy into electricity to charge new energy vehicles.It is a clean and efficient way of energy supply,and it is the development trend of new energy vehicle charging piles.In this paper,a bidirectional large variable ratio DC-DC converter based on the photovoltaic charging pile of new energy vehicles is proposed.Through the application of coupling inductance technology,the voltage variable ratio is improved and the bidirectional change and processing of electric energy is realized.Key words:High-ratio,DC-DC converter,Bi-directional,NEV基于新能源汽车光伏充电桩的新型双向大变比DC-DC 变换器研究【欢迎引用】王亮,蒋庆来.基于新能源汽车光伏充电桩的新型双向大变比DC-DC 变换器研究[J].汽车文摘,2022(4):13-17.【Cite this paper 】WANG L,JIANG Q L.Research on New Bi-Directional High-Ratio DC-DC Converter Based on New Energy Vehi⁃cle Photovoltaic Charging Pile[J].Automotive Digest (Chinese),2022(4):13-17.1引言在能源供应日趋紧张和全球气候变暖因素的背景下,太阳能的应用越来越广泛,应用太阳能电池实现能量转换(辐射能转化为电能)的发电系统称为光伏发电系统[1]。
双向DCDC变换器1、什么是双向DCDC在储能系统、以及汽车动力系统中,存在既需要向负载供电,又存在给电池等放电的情况,我们也把这种电流反向馈入电源侧的模式称为馈电,也称这种能量可以双向流动的开关变换器为双向变换器(Bi_direactional DC/DC Converter)。
同样其也分为隔离与非隔离。
之前我们介绍的变换器均只有一个开关管,且只能实现电流的单一反向流动,所以其能量也是单相传递。
其实从理论上来说,比如buck电路正向来看是降压,反向看其实就是升压电路,所以我们只需要让该电路能够正向实现降压,反向实现升压就可以变成双向变换器。
比较简单一点的话就是用一个单向buck电路与boost电路进行并联,但是成本有点高。
下面我们就通过buck电路和boost电路合并成双向变换器:上图通过传统的buck电路和boost电路合成最终的双向buck电路,这个电路算是非常经典的双向DCDC电路了,并且在目前也是应用非常广泛的。
如果不进行同步整流情况下,buck模式打上管子储能,下管关闭,通过下管二极管实现续流,电流从左向右流动实现降压效果。
同样反向boost模式,下管导通使得电感储能,通过上管的反向二极管实现续流,所以两个开关管之间要留有足够的死区时间,避免短路直通,损坏器件。
然而其具体工作在buck模式还是boost模式需要根据占空比和两侧电压大小来确定,且对于双向buck电路电流没有断续模式,同样也是遵循电感的伏秒平衡和电容的安秒平衡。
其他双向电路也是由对应的单相升降压复合而成。
2、DCDC开环与闭环控制DCDC的开环控制就是通过输出固定的占空比,根据电压传输比例进行开环的电压电流输出模式。
而闭环控制是通过输出的电流电压反馈调节占空比,最终使得输出电压或者电流稳定在目标值附近。
DCDC常用的直接控制电压的单环和电压电流双闭环控制,而电压电流双闭环控制由于稳定性和抗干扰能力强被广泛使用,通常是电压作为外环,电流作为内环。
《基于LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的研究》篇一一、引言随着电动汽车、可再生能源等领域的快速发展,DC-DC变换器作为电源系统中的关键设备,其性能的优劣直接影响到整个系统的效率与稳定性。
近年来,基于LLC(Lamp Lade & Capacitor)谐振的双向全桥DC-DC变换器因其在宽输入电压范围、高转换效率和低电磁干扰(EMI)等方面的优异表现,逐渐成为研究热点。
本文将详细探讨这一类变换器的工作原理、设计方法以及应用前景。
二、LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器的工作原理LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器是一种新型的电力电子变换器,其工作原理基于谐振现象。
在电路中,通过控制开关管的通断,使电路中的电感、电容和开关管等元件产生谐振,从而实现能量的高效传输。
与传统的DC-DC变换器相比,LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器具有更高的转换效率和更低的电磁干扰。
该变换器由两个全桥电路组成,每个全桥电路包含四个开关管。
通过控制开关管的通断,可以实现能量的双向流动。
在正向传输过程中,输入侧的全桥电路将直流电转换为高频交流电,经过LLC谐振网络后,再由输出侧的全桥电路整流为直流电输出。
在反向传输过程中,则相反。
三、设计方法设计LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器时,需要考虑多个因素,如输入电压范围、输出电压要求、转换效率等。
设计过程中主要包括以下几个步骤:1. 确定电路拓扑结构:根据应用需求选择合适的电路拓扑结构,如全桥电路、半桥电路等。
2. 确定谐振元件参数:包括谐振电感、谐振电容和谐振频率等参数的设计与选择。
3. 控制策略设计:根据应用需求设计合适的控制策略,如PWM控制、SPWM控制等。
4. 仿真验证:通过仿真软件对电路进行仿真验证,确保设计的合理性和可行性。
四、应用前景LLC谐振的双向全桥DC-DC变换器在多个领域具有广泛的应用前景。
首先,在电动汽车领域,该变换器可用于电池管理系统,实现电池的充放电管理以及能量回收等功能。
储能双向三电平dcdc拓扑储能双向三电平dcdc拓扑是一种用于能量储存系统的电路拓扑,它可以实现能量在不同能源之间的双向转换。
本文将以储能双向三电平dcdc拓扑为主题,从拓扑结构、工作原理、控制策略等方面一步一步进行详细的阐述。
第一部分:储能双向三电平dcdc拓扑的基本结构和功能储能双向三电平dcdc拓扑是基于多电平变换器的一种降压拓扑结构。
它由两个脉宽调制(PWM)三电平图形逆变器连接在一个中间电感上构成。
其中,输入端连接外部电源,输出端连接储能元件,例如电池或超级电容器。
该拓扑在双向能量转换过程中,可以将高压能源转换为低压能源,并将低压能源转换为高压能源。
储能双向三电平dcdc拓扑的主要功能包括:1. 实现能量储存系统的高效能量转换:该拓扑能够将输入端的能量转换为适合储能元件的电能,并在需要时将储能元件的电能转换为输出端所需的能量。
2. 双向能量流动:该拓扑可以实现能量在不同能源之间的双向转换,使得能源的利用更加灵活和高效。
3. 优化能量传输:该拓扑能够通过PWM技术和多电平变换器的结构优化能量的传输效果,提高系统的效率和稳定性。
第二部分:储能双向三电平dcdc拓扑的工作原理储能双向三电平dcdc拓扑的工作原理如下:1. 入口端工作原理:当输入能源的电压高于设定的储存能量元件的电压时,PWM逆变器产生特定的脉宽调制信号,通过电感和开关元件将能源传输到储能元件中进行储存。
在这个过程中,逆变器中的开关元件被适时开启和关闭,以保持输入电压和输出电压之间的转换效果,同时将电压传输到储能元件中。
2. 出口端工作原理:当储能元件的电能被需要时,PWM逆变器将产生适当的脉宽调制信号,通过开关元件和电感将储能元件中的电能转换为输出端所需的电能。
在这个过程中,逆变器中的开关元件以适当的方式开启和关闭,以保持输入电流和输出电流之间的转换效果,同时将电能传输到输出端。
3. 控制策略:储能双向三电平dcdc拓扑的控制策略通常分为两个部分,即输入端控制和输出端控制。