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适用于汽车电源系统的全桥推挽式双向DC-DC变换器

作者: 时间:2012-03-20 来源:网络 收藏
2.2超级电容放电模式

本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/230887.htm

超级电容放电模式的工作波形如图6所示。推挽电路开关(S5、S6)的导通时间有部分重叠。超级电容放电电流Isc就是由重叠时间间隔来控制。在该间隔中,Isc将电能存储于电感LDC中,此后,电流流向蓄电池侧,这意味着放电占空比Ddischarge应该大于0.5。在放电模式中,全桥电路相当于一个二极管整流器。

(4)

图6放电模式工作波形

2.3电路设计

首先,超级电容的储能率被限制在最大容量的75%,该比率所对应的电容最低电压为电容最高电压Vc_max的一半。这样,高频变压器的匝数比NT可由下式确定:

(5)

本系统使用的超级电容单元为PSLF-1350,四个串联单元的详细说明见表1,双向DC-DC变换器的整体设计说明和电路参数见表2。

表1超级电容规格参数

电容量

340F

最大电压

10.8V

连续充放电电流

60A

最大ESR

1.5mΩ

能量密度

6.5Wh/kg

功率密度(单体电容器)

5.5kW/kg


表2电路参数

项目

符号

数值

直流母线电压

Vb

50V

电感

Ldc

60μH

开关频率

FS

60kHz

线圈匝数比

NP:Ns:Ns

511

附加无损耗缓冲电容

Crx

4.7nF

MOSFET导通电阻(英飞凌,BUZ341

35mΩ

3性能分析

3.1PWM控制下的稳态测试结果

为验证双向DC-DC变换器的稳态性能,建立了实验室模型进行测试。全桥中的开关器件采用三菱的沟槽栅型IGBTCM100DUS-12F,推挽电路中的功率器件采用英飞凌的并联MOSFETBUZ341。

图7显示了超级电容充电模式下全桥不带和无损耗缓冲电容情况下的工作波形,开关器件处于硬开关条件下。超级电容充电电流Isc受到全桥侧的较好调节。整流二极管D5和D6中的恢复电流浪涌造成超级电容电压Vc中的电压尖峰,这些尖峰可以通过增加进行削减。

图7不带同步整流的超级电容充电模式下的工作波形(不带无损缓冲电容器的PWM控制)

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