拓扑说明
半桥结构的双向DC/DC电路由于结构简单、可实现升降压功能,在汽车和新能源领域应用越来越广泛。以下对变换器电路及工作过程进行简单说明。
双向DC/DC拓扑如下图所示,一般低压侧为储能电池或超级电容等,高压侧为DC/AC换流器或直流负载(电机)。
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双向半桥拓扑图
当电池放电时,从Ui往Uo方向看,变换器工作在boost模式;反之,当给电池充电时,从Uo往Ui看,变换器工作在buck模式。
仿真应用举例
1、超级电容充放电模型
整体模型如下图所示,超级电容通过变换器接到直流源(直流源既可以吸收又可以发出功率),控制采用恒功率控制,通过控制,实现功率始终为给定值,通过功率给定的正负来实现充电或放电。控制思路为:给定有功功率除以电压便可以得到电流参考值,电流参考值与实际电流比较后,经过PI,便可得到用于生成PWM的参考值。
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整体模型
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变换器结构及控制
模型开始给定参考功率为1000,2s后参考功率变为-1000,得到仿真结果如下:
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实际功率测量值
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超级电容出口电流、电压、SOC
从仿真结果可以看出,实际功率能够完美跟踪给定功率,控制效果良好。
2、储能为直流负载供电
整体模型如下,电压测为储能,通过变换器接到高压侧,高压侧为一固定电阻,控制采用双闭环控制,外环为直流电压环,内环为电流环,通过双闭环控制,最终实现负载两端直流电压稳定。
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整体模型
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变换器拓扑及控制
模型仿真结果如下,控制外环直流电压开始给定位300V,0.25s后给定值变为200V,直流侧电阻一直为恒定的50Ω。
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直流侧电流、电压
通过仿真结果可以看出,开始时直流电压为300V,后来变为200V,与电压给定值一致。
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