适用于汽车电源系统的全桥推挽式双向DC-DC变换器
适用于汽车电源系统的全桥推挽式双向DC-DC变换器
近年来，带有超级电容器的储能系统受到广泛的关注和研究，逐渐发展成为电子化汽车的电源系统。本文提出了一种全桥推挽式双向DC-DC变换器及其控制方法，通过实验验证，该系统能够实现低压大电流超级电容侧和高压弱电流传动和蓄电池侧之间充分的充放电操作。此外，利用零电压（ZVS）技术，在高压侧设置无损耗缓冲电容和在低压大电流超级电容侧设置同步整流器，可以大大减小传导损耗和电压/电流浪涌。
随着诸如电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车等新能源汽车对电能需求的日益增长，基于超级电容器的储能系统被越来越多的应用于主电源系统的辅助充放电功能。双向DC-DC变换器可以实现低压超级电容侧和高压传动系统侧之间的电能传输，高压侧包括1个3相变频系统和主电源，如图1所示。一般来说，高升压/降压比的电功率变换，在拓扑中可以通过一个高频变压器来实现。对于低电压大电流侧来说，广泛采用同步整流器来减少整流传导损耗[1]。
基于汽车储能系统的超级电容器
本文提出了一种结构，将一个高频变压器与基于双向DC-DC变换器的全桥/推挽电路相联接，为汽车电源系统提供充放电服务。它可以在低电压大电流超级电容侧和高电压弱电流主电源侧之间进行充放电操作，以上过程通过实验拓扑系统进行了验证。此外，本系统还采用同步整流器和无损耗缓冲电容来缩减传导损耗和电压/电流浪涌，这些浪涌主要是由二极管恢复特性和软开关操作引起的。
双向
DC-DC变换器的拓扑结构。图中，Vb和S.C.表示蓄电池组高电压源和超级电容；高电压功率传送系统用电阻R1；高电压侧的全桥电路（S1/D1到S4/D4）和低电压侧的推挽电路通过高频变压器T相联。当超级电容处于充电模式下，全桥电路就成为一个高频逆变器。反之，超级电容处于放电模式时，推挽电路成为高频逆变器。Cr1和Cr2为附加的无损耗电容，起到零电压开关时的换向作用。
超级电容器充电模式
本文讨论了两种型式的超级电容充电模式下的PWM方案。
