双向DC/DC电路结构简单、可实现升降压功能在新能源领域广泛

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描述

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)。

电路

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。

电路

整体模型

电路

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,的到仿真结果如下:

电路

实际功率测量值

电路

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。

电路

整体模型

电路

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。

电路

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。

Besides:

在此正值写论文之际,很多小伙伴反应,scope波形截图放到论文中有的老师让plot或者打印出来图片糊了,之前哥写过一篇Simulink如何得到符合论文格式的图片结果 

可仍然好多小伙伴觉得操作过于繁琐,如果你用的matlab 版本相对比较高的话可以进行如下操作,Copy to Clipboar后直接粘贴到你想放置的位置,方便快捷:

电路

复制后效果图

你还可以在示波器波形显示界面右键——Style,剩下的就看你的设计水准了——

电路

更改效果图

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