基于占空比补偿的飞跨电容双向Buck-Boost变换器移相优化控制策略.pdfVIP

第19卷第4期电气工程学报Vol.19No.4

2024年12月JOURNALOFELECTRICALENGINEERINGDec.2024

DOI：10.11985/2024.04.017

基于占空比补偿的飞跨电容双向Buck-Boost

变换器移相优化控制策略*

庄煜毕恺韬艾建黄文涛朱一昕颜文旭

(江南大学物联网工程学院无锡214122)

摘要：为了提升储能系统中飞跨电容双向Buck-Boost变换器(Flyingcapacitorbidirectionalbuck-boostconverter，FCBBC)的运

行效率，提出一种基于占空比补偿的移相优化控制策略。该控制策略在移相调制的基础上，对变换器左右桥臂的占空比进行

独立补偿优化，使变换器在相同输出功率等级下的电流纹波及电感电流均值得到了减小，同时提升变换器的运行效率。通过

状态变量分析法分析补偿后各工作模态下电感电流和电容电压，在此基础上设计了储能模式下的双向能量控制闭环方案，实

现了对系统电流及双侧飞跨电容电压的有效控制。最后，通过搭建的物理仿真试验平台对所提优化控制方案进行了有效验证。

关键词：储能系统；飞跨电容；双向Buck-Boost变换器；效率优化；解耦控制

中图分类号：TM561

OptimizationStrategyofFlyingCapacitorBi-directionalBuck-Boost

ConverterBasedonPhase-shiftedControlwithDutyRatioCompensation

ZHUANGYuBIKaitaoAIJianHUANGWentaoZHUYixinYANWenxu

(SchoolofInternetofThingsEngineering,JiangnanUniversity,Wuxi214122)

Abstract：InordertoimprovethepowerdensityofflyingcapacitorbidirectionalBuck-Boostconverter(FCBBC),anoptimalcontrol

strategybasedondutyratiocompensationisproposed.Theleftandrightbridgearmsoftheconverterareindependentlycompensated

andoptimizedbasedonthephase-shiftedmodulation,sothattheaverageinductorcurrentandcurrentrippleoftheconverterare

reducedunderthesamepowerlevel,soastoachievethepurposeofoptimizingtheefficiencyoftheconverter.Atthesametime,a

closed-loopenergycontrolschemeforenergystorageisdesignedbasedonthecompensationprinciple,whichcancontroltheinductor

currentandvoltageofflyingcapacitoreffectively.Finally,theproposedoptimizationcontrolschemeisvalidatedbythephysical

simulationexperimentplatfor