基于鋰電池化成的新型雙向DC/DC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究與建模

圖4 整體仿真電路圖

在半橋變換器結(jié)構(gòu)中， 為了防止上下橋臂同時(shí)導(dǎo)通， 需要設(shè)置一定的死區(qū)時(shí)間， 讓上下橋臂交替導(dǎo)通， 開關(guān)頻率f = 50 kHz, 上下橋臂的占空比各為0. 3, 輸入電壓為400 V, 在紋波電流為10% , 紋波電壓為1% 的條件下， 計(jì)算輸出濾波電感為L 1= 25 H, 輸出濾波電容為C11= 612. 5 F, 負(fù)載電阻R5 = 0. 15 , 變壓器變比為N s / N p= 20。

圖5 給出了降壓時(shí)變壓器原邊副邊電壓波形和電池充電電壓與電流波形， 如圖5( a) 所示， 在輸入電壓為400 V 的情況下， 由于原邊電容分壓使原邊繞組上電壓幅值為200 V, 副邊繞組電壓為10 V, 圖5( b) 為輸出電壓和電流波形， 在開始啟動(dòng)后經(jīng)過一個(gè)上升期， 充電電壓穩(wěn)定在3 V, 充電電流穩(wěn)定與20 A。

圖5 降壓仿真結(jié)果波形圖

圖6 給出了升壓時(shí)電池側(cè)放電電流與電壓波形， 母線側(cè)電流與電壓波形， 如圖6( a) 電池放電電壓電流波形圖， 電池放電電壓為3 V, 輸出電流經(jīng)過一個(gè)周期后穩(wěn)定在20 A; 圖6( b) 為放電時(shí)母線側(cè)電壓和電流波形，輸出電壓經(jīng)過一個(gè)周期后400 V, 電流恒定在0. 05 A。

圖6 升壓仿真結(jié)果波形圖

4 結(jié)語

本文提出兩級(jí)雙向DC/ DC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 此拓?fù)涞碾娐方Y(jié)構(gòu)簡單， 由雙向半橋變換器和雙向Buckboost 變換器進(jìn)行組合， 改善了單級(jí)半橋式雙向變換器在電壓輸入較低時(shí)變換性能差的缺點(diǎn)， 通過對(duì)該變換器在低壓側(cè)為3 V 時(shí)進(jìn)行升壓仿真和高壓側(cè)在400 V 時(shí)進(jìn)行降壓仿真， 分析結(jié)果表明， 該雙向DC/ DC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)大輸入與輸出電壓壓差的變換。