基于Buck-Boost的双向半桥DCDC变换器设计

基于Buck-Boost的非隔离型双向半桥DCDC变换器结构上比起隔离型的双向DCDC变换器结构简单，没有变压器，功率开关器件数目相对较少，操控方式较容易，通过全控型开关器件的反并联二极管最终实现能量双向流动，进而可以节省构建变换器的材料，并且转换效率高，因此被广泛应用于无需电气隔离的电池储能系统，光储、风储微电网系统等。

基于Buck-Boost的双向半桥DCDC变换器结构如图一所示。由图可知，这种双向DC/DC变换器本质上是Buck和Boost两种变换器构成，进而有两种工作模式：Buck工作模式和Boost工作模式。

图一 主电路结构

当变换器处于Buck模式时，开关管S1和开关管S2的反并联二极管构成Buck变换器，整个系统能量从左往右传递，此时蓄电池处于充电状态;当变换器处于Boost模式时，开关管S2和开关管S1的反并联二极管构成Boost变换器，整个系统能量从右往左流动，此时蓄电池处于放电状态。

结合以上的分析，我们可以知道：对基于Buck-Boost的双向DCDC变换器在进行工作原理分析，数学模型建立及控制系统设计时，可完全将其分为两个我们熟知的独立的Buck和Boost变换器去进行，进而可简化整个系统的控制难度。此外，之前讲过的双重Buck和双重Boost变换器对此同样适用，将其结合起来可形成双重Buck-Boost双向DC/DC变换器。这样一方面可以减小电感感量，进而减小电感体积;另一方面可减小电感电流纹波，进而可减小蓄电池充放电电流的纹波，延长蓄电池使用寿命。

以上讲了这么多优点，缺点也不是没有，总结下来最重要的一点就是：由于是非隔离结构没有变压器，进而受制于Buck和Boost变换器本身的升降压范围，无法实现输入输出大范围匹配。