三电平Buck-Boost双向变换器的仿真研究.pdf

维普资讯 、 _ 彳下， uu3-q=~ 4朋 一 电源技术研究与设计 Research＆ DesignofPowerSupplyTechniq 三 电平 Buck—Boost双 向变换器的仿真研究 SimulationResearchonThree—LevelBuck—BoostBi— DirectionaIConverter 朱德明 秦海鸿 严仰光 南京航空航天大学航空电源重点实验窒 (南京 21OO16) ZhuDeming QinHaihong YanYangguang NanjingUniversityofAeronautics AstronauticsNanjing (210016) 摘 要：双向DC-DC变换器因其在提高系统容错能力和降低系统重量等方面有重要应用价值而受到人们广泛重视；三电平变换器由 于其低的开关管电压应力，应用在高压场合具有明显优势。本文中提 出两种三电平Buck-Boost双向变换器拓扑及其交错互补控制 方案，根据 占空比及电感电流的不同变换器共有9种不同的T作方式，并以输入输出共地式变换器在 D0．5下的三种典型工作方 式为例，对该类变换器的工作原理进行了阐述，推导了基本关系，通过仿真验证了控制方案的可行性。 叙 词：变换器 双向 三电平 降压一升压变换器 Abstract：Withtheabilityofthebi—directionalpowerflow，thebi—directionaldc／dcconverterhasbeenusedextensivelyandthethree- levelconverterhasbeenattractingmoreandmoreattentionsforitshalfvoltagestressoftheswitches ． In thispaper，tWOthre-elevel buck-boostbi—directionaldc／dcconvertersandanovelinterleavingcontrolstrategyforthem areproposed．Thekindofthethre-elevel buck—boostbi—directionaldc／dcconverterhas9differentoperationmodeswhendutycycleandinductorcurrentaredifferent．Theopera— tionofthethreemodesundertheconditionsthatdutycycleisgreaterthan0．5isdetailed．Somefundamentalformulasarededuced． Thus，thefeasibilityofthiscontrolstrategyisverifiedandtheresearchworkcoveredinthispaperlaysaprofoundfoundationforfur— therresearch． Keywords：converter bi—directional thre-elevel Buck-Boostconverter [中国分类号] TM92 [文献标识码] A 文章编号：1561—0349(2005)04—0019—05 变换器)_s；2002年阮新波教授应用两种基本三电平单元，推导 1 引言 出所有基本直流变换器的三电平拓扑_6]。但已有三电平直流变 双向DC-DC变换器具有双向能量流动能力，广泛应用于多 换器还存在以下不足： 电机高压直流配电系统 ]、UPS系统 、太阳能发电系统[、蓄 (1)变换器能量