针对双有源桥(dual active bridge,DAB)电路在电动汽车充放电能量转换过程中存在的传输效率低的问题,文中提出一种结合微分极值法与分段控制的最小电流应力优化控制策略。该策略在满足软开关约束的前提下,优化电流应力与抑制回流功率,...针对双有源桥(dual active bridge,DAB)电路在电动汽车充放电能量转换过程中存在的传输效率低的问题,文中提出一种结合微分极值法与分段控制的最小电流应力优化控制策略。该策略在满足软开关约束的前提下,优化电流应力与抑制回流功率,从而有效提升传输效率。首先,以功率正向传输为例,推导拓展移相(extended phase shift,EPS)控制在两种工作模态下实现开关管软开关的条件,并分析回流功率的产生机理,阐述减小电流应力对抑制回流功率的作用;然后,基于微分极值法推导最小电流应力的最优移相比组合,并结合不同模态下软开关范围进行分段控制;最后,实验结果表明,在电压传输比大于1时,该最小电流应力优化策略在全功率范围内实现所有开关管软开关的同时,可以有效降低电流应力、抑制回流功率、提升传输效率。在电压传输比小于1时,该策略虽仍可降低电流应力,但并不能实现所有开关管零电压开通。展开更多
随着双有源桥开关频率的不断提高,开关损耗在总损耗中的占比逐渐增大。零电压开关(zero voltage switching,ZVS)控制策略已成为降低开关损耗的主要手段。然而,传统ZVS控制策略在考虑死区时间时,存在ZVS区域不连续和移相比突变的问题,影...随着双有源桥开关频率的不断提高,开关损耗在总损耗中的占比逐渐增大。零电压开关(zero voltage switching,ZVS)控制策略已成为降低开关损耗的主要手段。然而,传统ZVS控制策略在考虑死区时间时,存在ZVS区域不连续和移相比突变的问题,影响系统稳定。为了解决该问题,提出一种在全功率范围内移相比非突变的ZVS和电流应力优化策略。在中等功率范围内,由于死区时间的影响,所有开关器件的ZVS无法完全实现,以牺牲第1个桥臂开关器件的ZVS为代价,确保移相比的连续变化。在高功率范围内,以移相比连续变化为目标,重新调整分界线,实现中等功率范围与高功率范围的无缝切换。理论分析表明,提出的优化策略能够在全功率范围内保证移相比的连续性。通过搭建小功率实验平台,实验结果验证了所提优化策略的正确性和有效性。展开更多
随着双有源桥(Dual active bridge,DAB)变换器工作频率的不断提高,开关损耗对传输效率的影响也在不断增加。DAB变换器通过采用合适的软开关控制策略,来尽可能实现全开关器件的软开关,但轻载工况下的死区重叠现象使软开关条件产生了冲突...随着双有源桥(Dual active bridge,DAB)变换器工作频率的不断提高,开关损耗对传输效率的影响也在不断增加。DAB变换器通过采用合适的软开关控制策略,来尽可能实现全开关器件的软开关,但轻载工况下的死区重叠现象使软开关条件产生了冲突,这种现象在高频轻载条件下尤为突出。为了提高DAB变换器在高频轻载条件下的能量传输效率,对轻载条件下的死区重叠现象进行了分析,结合缓冲电容对死区过程的影响,提出了以电流应力为优化目标的三自由度控制策略。最后,通过试验验证了分析过程的正确性和所提控制策略的有效性。展开更多
文摘针对双有源桥(dual active bridge,DAB)电路在电动汽车充放电能量转换过程中存在的传输效率低的问题,文中提出一种结合微分极值法与分段控制的最小电流应力优化控制策略。该策略在满足软开关约束的前提下,优化电流应力与抑制回流功率,从而有效提升传输效率。首先,以功率正向传输为例,推导拓展移相(extended phase shift,EPS)控制在两种工作模态下实现开关管软开关的条件,并分析回流功率的产生机理,阐述减小电流应力对抑制回流功率的作用;然后,基于微分极值法推导最小电流应力的最优移相比组合,并结合不同模态下软开关范围进行分段控制;最后,实验结果表明,在电压传输比大于1时,该最小电流应力优化策略在全功率范围内实现所有开关管软开关的同时,可以有效降低电流应力、抑制回流功率、提升传输效率。在电压传输比小于1时,该策略虽仍可降低电流应力,但并不能实现所有开关管零电压开通。
文摘随着双有源桥开关频率的不断提高,开关损耗在总损耗中的占比逐渐增大。零电压开关(zero voltage switching,ZVS)控制策略已成为降低开关损耗的主要手段。然而,传统ZVS控制策略在考虑死区时间时,存在ZVS区域不连续和移相比突变的问题,影响系统稳定。为了解决该问题,提出一种在全功率范围内移相比非突变的ZVS和电流应力优化策略。在中等功率范围内,由于死区时间的影响,所有开关器件的ZVS无法完全实现,以牺牲第1个桥臂开关器件的ZVS为代价,确保移相比的连续变化。在高功率范围内,以移相比连续变化为目标,重新调整分界线,实现中等功率范围与高功率范围的无缝切换。理论分析表明,提出的优化策略能够在全功率范围内保证移相比的连续性。通过搭建小功率实验平台,实验结果验证了所提优化策略的正确性和有效性。
文摘随着双有源桥(Dual active bridge,DAB)变换器工作频率的不断提高,开关损耗对传输效率的影响也在不断增加。DAB变换器通过采用合适的软开关控制策略,来尽可能实现全开关器件的软开关,但轻载工况下的死区重叠现象使软开关条件产生了冲突,这种现象在高频轻载条件下尤为突出。为了提高DAB变换器在高频轻载条件下的能量传输效率,对轻载条件下的死区重叠现象进行了分析,结合缓冲电容对死区过程的影响,提出了以电流应力为优化目标的三自由度控制策略。最后,通过试验验证了分析过程的正确性和所提控制策略的有效性。
