基于鋰電池化成的新型雙向DC/DC拓撲結構研究與建模

圖4 整體仿真電路圖

在半橋變換器結構中， 為了防止上下橋臂同時(shí)導通， 需要設置一定的死區時(shí)間， 讓上下橋臂交替導通， 開(kāi)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， 計算輸出濾波電感為L(cháng) 1= 25 H, 輸出濾波電容為C11= 612. 5 F, 負載電阻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(kāi)始啟動(dòng)后經(jīng)過(guò)一個(gè)上升期， 充電電壓穩定在3 V, 充電電流穩定與20 A。

圖5 降壓仿真結果波形圖

圖6 給出了升壓時(shí)電池側放電電流與電壓波形， 母線(xiàn)側電流與電壓波形， 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(guò)一個(gè)周期后穩定在20 A; 圖6( b) 為放電時(shí)母線(xiàn)側電壓和電流波形，輸出電壓經(jīng)過(guò)一個(gè)周期后400 V, 電流恒定在0. 05 A。

圖6 升壓仿真結果波形圖

4 結語(yǔ)

本文提出兩級雙向DC/ DC 拓撲結構， 此拓撲的電路結構簡(jiǎn)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(guò)對該變換器在低壓側為3 V 時(shí)進(jìn)行升壓仿真和高壓側在400 V 時(shí)進(jìn)行降壓仿真， 分析結果表明， 該雙向DC/ DC 拓撲結構能實(shí)現大輸入與輸出電壓壓差的變換。