三电平电流型推挽双向DC/DC变换器及工作特性分析

来源：电工电能新技术杂志2023年第3期北京时间：

作者：张纯江， 乔玉玺， 谢季芳， 孟宪慧， 阚志忠

单位：1. 燕山大学电气工程学院， 河北 秦皇岛 066004；
\r\n2. 唐山学院机电工程系， 河北 唐山 063000

摘要：储能DC/DC变换器需要解决电池侧电流纹波和宽电压范围问题。本文研究了一种可用于电能路由器储能环节的三电平电流型推挽式双向DC/DC变换器，具有高增益、电流纹波小和宽输入电压范围的特征。以传输电感两端电压匹配为原则研究了采用脉冲宽度调制(PWM)加移相控制下的工作机理，深入分析了正向和反向工作模式。研究了占空比、桥间移相比和桥内移相比对功率传输的影响以及不同模式下的系统性能，以实现变换器的高效率功率传输。通过建立各功率管开通时刻的瞬态等效电路深入研究了功率管寄生电容、变压器励磁电感对实现软开关的影响。推导出开通时刻的准谐振方程，从而得到功率管实现软开关的条件，为参数优化设计奠定了基础。在3 kW实验平台上进行了实验研究，实验结果验证了理论分析的正确性。

关键词：双向DC/DC变换器, PWM加移相, 软开关, 电能路由器, 推挽变换器

基金资助：国家自然科学基金项目（51877187）