双向功率变换电路仿真与实验研究(2)
3.4移相谐振全桥软开关控制器UC3875系列 15
3.4.1硬开关与软开关 15
3.4.2 UC3875芯片的原理 16
3.5均流电路 18
3.5.1主从控制法 18
3.5.2最大电流自动均流法 19
3.5.3强迫均流法 20
4 DC-DC变换器的仿真 21
4.1 Buck变换器仿真 21
4.2 Boost变换器仿真 22
4.3 Buck-Boost型直流变换器仿真 22
4.4移相全桥软开关变换器仿真 23
结 论 25
致 谢 26
参考文献27
1 绪论
1.1 双向DC-DC变换器研究背景及意义
能源是人类生活中不可缺少的组成部分。目前，我国能源整体供应欠缺并且显现出缺油、多煤和少气的特点。我国汽车耗损的燃料逐年增加，汽车已经成为我国成品油消耗的首要范畴。按照专家预测，2015年我国在汽车范畴的煤油耗损将达到2.5亿吨，能源欠缺的局面会加倍严峻。随着我国汽车数量的不断增加，汽车尾气对环境造成了很大的污染。为此我国致力于开展能耗小，污染低以及零排放汽车的研究开发工作。汽车节能与环保是目前国际性的热门的研究课题，是高新技术应用的重要范畴，是汽车工业可持续发展战略研究的主要组成部分[1]。
节能和环保的要求促进了电动汽车的蓬勃发展，但是初始成本过高以及续驶里程过短严重阻碍了电动汽车的商品化。开发高性能的电池是解决续驶里程短的关键所在，但在短期内电池技术难以取得突破性进展。在不提高汽车初始成本的前提下，提高续驶里程的有效手段是研究开发再生制动能量回收技术，它在电动汽车研究领域已经成为一个突出亮点[2]。要实现电动汽车的能量回收就必须开发双向功率变换器。在此之前，就必须要了解双向功率变换器的电路结构，从而对其结构进行优化，使其更满足人们的需求。
1.2双向DC-DC变换器的研究现状
1.2.1航空电源系统
1.2.2电动汽车
2双向DC-DC变换器电路拓扑研究
双向DC-DC变换器在电动汽车的电机驱动体系中起着很大的作用，可以根据系统的要求完成相应的功能。例如，在由电池组供电的电动机驱动系统中，DC-DC变换器可以根据转矩参考指令和转速来调整电动机的输入电压；在电动机需要将机械能反馈回电池组的再生制动过程中，DC-DC变换器可以实现能量的反向流动。
2.1双向DC-DC变换器的概念
所谓的双向DC-DC变换器就是说在保持变换器两端的直流电压极性不变的情况下，能够根据需要调节能量传递方向，实现电能双向流动的直流变换器。
图2.1双向DC-DC变换器的结构图
双向DC-DC变换器位于电源 和 之间，控制它们之间的能量传递。 和 分别是 和 平均输入电流。双向DC-DC变换器可以根据实际情况的需要调整功率流向：使能量从 传输到 ，称为正向工作模式，此时 为负, 为正；使能量从 传输到 ，称为反向工作模式，此时 为正， 为负[7]。
双向DC-DC变换器能够实现能量双向传输，在功能上相当于两个单向DC-DC变换器，对于需要双向能量流动的系统，使用双向DC-DC变换器可以大幅度减轻该系统的重量体积并且降低了系统的成本。
2.2双向DC-DC变换器的拓扑结构及工作原理
和传统的单向直流变换器一样，双向直流变换器也分为非隔离型和隔离型两大类下面分别介绍几种典型的双向DC-DC变换器。