三相交錯式雙向DC／DC儲能變流器的研究
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假設(shè)變流器工作在單相Buck模式時單個功率管的開關(guān)周期為T，該功率管PWM驅(qū)動波形的占空比為D，輸入電壓為Ui，輸出電壓為Uo，電感值為L。變流器穩(wěn)定工作狀態(tài)下，當(dāng)功率管VS開通，二極管VD關(guān)斷時，L處于充電狀態(tài)，則電感電流正向變化量為：
當(dāng)VS關(guān)斷，VD開通時，L處于放電狀態(tài)，則電感電流負(fù)向變化量為：
三相交錯模式下，保持與單相模式相同的輸入輸出，并保持功率管的開關(guān)頻率不變，3個功率管交替導(dǎo)通且互差120°，設(shè)其驅(qū)動波形占空比分別為D1，D2，D3。當(dāng)VS1導(dǎo)通時，電感L1處于充電狀態(tài)，電感電流正向變化量為：
式中：t0為VS1關(guān)斷時刻；t1，t2為VS2開通與關(guān)斷時刻；t3，t4為VS3開通與關(guān)斷時刻。
變流器穩(wěn)態(tài)工作時，△iL1+=△iL1-，則有：
Uo／Ui=D1+D2+D3=D (6)
為了便于PWM驅(qū)動波形的移相設(shè)計，取D1=D2=D3=D／3。當(dāng)VS2，VS，開斷及Boost模式下結(jié)論相同。三相交錯變流器工作在Buck模式時，3個橋臂的工作時序如圖2a～c所示。前T／3，VS1以D／3開斷；中間T／3周期，VS3以D／3開斷；后T／3，VS5以D／3開斷。當(dāng)功率管開通時，Ui直接加在輸出端，當(dāng)功率管關(guān)斷時，功率二極管實現(xiàn)續(xù)流作用。同理，三相交錯變流器工作在Boost模式時，3個橋臂工作時序如圖2d～f所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/177581.htm
該系統(tǒng)設(shè)定Buck模式對蓄電池充電，Boost模式蓄電池放電。如圖2所示，三相交錯Buck模式下，變流器對蓄電池充電，假設(shè)充電電流為恒定I，流經(jīng)3個電感的平均電流分別為IL1，IL2，IL3。由于三相橋臂采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，有I=IL1+IL2+IL3，在三相電路結(jié)構(gòu)完全相同的情況下，有IL1=IL2=IL3=I／3，而單相模式時相同的充電電流下iL=I。Buck模式下，電感電流紋波系數(shù)計算式為：
式中：d為開關(guān)管驅(qū)動波形的占空比；fs為開關(guān)頻率。
由上述可知，三相模式下的fs與單相相同，d=D／3，電感電流為單相模式的1／3，可得ri不變，電流紋波為單相模式的1／3。因此，在相同頻率及電感等運行條件下，較單相模式DC／DC變流器，三相交錯模式DC／DC變流器流經(jīng)電感的電流較小，且三相電流波峰互差120°，疊加后總電流紋波減小。同樣，三相交錯Boost模式下，蓄電池處于放電狀態(tài)，放電電流等于三相電感電流之和，放電電流紋波及電感電流都比單相模式小。
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