一种基于ADM策略的DAB控制方法建模研究

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DAB变换器具备的优势:以变压器漏感作为能量传输元件,提高了变换器的功率密度;不增加谐振元件的情况下实现ZVS;变压器原边和副边拓扑结构对称,能实现潮流双向流动。但也面临严重的缺点:轻载工况效率低;电压不匹配工况电流应力大等问题。

学者们针对上述缺点展开了广泛的研究工作,并取得了相应的成果。DAB的优化多数是从控制策略上展开,就传统的移相控制可以分为5种,即:SPS、EPS、DPS、TPS、UTPS。

总的来说,移相控制可以用统一模型进行描述,这里就不做展开。提到的几种移相控制,从左到右控制复杂度也是不断增加,就实用性来说,还是SPS控制最为简单可靠,但是拓扑本身面临诸多的缺点,所以DAB的发展受到限制。

近几天在朋友的推荐下阅读了一种不对称占空比调制方法,一时好奇就仔细研究了一下该种控制方法,由于个人水平有限,还没找到这种控制方法相对于移相控制的优势,还需要仔细研读。

不过我用PSIM对所提出的ADM方法进行了建模,通过建模过程对DAB变换器的理论有了进一步的理解。

下面就简单讲述一下建模方法,ADM控制时序如图1所示。

SPS

图1 ADM策略

基于PSIM的ADM策略建模如图2所示,仿真波形如图3所示。

SPS

图2 ADM策略建模

SPS

图3 ADM策略仿真波形

文中详细讨论了传输比M<1时,潮流正向传输特性。基于文中KKT优化算法对ADM策略进行建模,模型如图4所示。

SPS

SPS

图4 AMD策略模型

下面分别验证了轻载和重载情况下,ADM策略的结果如图5所示。

SPS

a) 轻载

SPS

b) 重载

图5 轻载和重载结果

仿真发现,负载增加,调制结果越接近SPS调制结果。

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