高效率雙向DC/DC轉換器

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高效率雙向DC/DC轉換器

采用雙向DC/DC轉換器，可以實現高低壓直流電之間的雙向轉換。從理論上說，輸入端輸入固定的電壓后，輸出端可以得到任意的電壓值。DC/DC轉換器設計的關鍵就是提高轉化效率。在燃料電池汽車的動力系統中，DC/ DC轉換器位于燃料電池與鎳氫電池之間，實現加速時兩個動力源都輸出電流，而在車輛制動時，產生的電能存儲在鎳氫蓄電池中。此處的鎳氫電池可以被鋰電池取代。

針對一款5kW的雙向DC/DC轉換器設計，要求其轉換效率可以達到95%。工作過程中電能損失較大的是開關損失，開關損失與開關電壓的二次方成正比，可以通過零電壓切換，實現DC/DC啟動時電壓變化的平穩過渡，消除較大的開關電壓。電路結構包括輸入初級電路、次級電路和輸出電路。轉換器可以實現單、雙兩種電壓的輸入模式。而在輸出端，也是兩種輸出模式。以上3級電路在工作中，控制開關不斷實現開閉，初級電路電壓的輸入范圍是42～63V，次級電路的電壓定為48V，輸出電壓定為200V。在控制器內部部件型號的選取上，要考慮所能承受的最大功率和電壓范圍。

轉換效率的測試。在通過了軟件測試后，還要進行產品測試。當初級電壓為48V（與次級電壓相同）、輸出電壓為200V時，效率為95.8%；當初級電壓為63V、次級電壓48V、輸出電壓200V時，效率為95.1%；當初級電壓為42V、次級電壓48V、輸出為200V時，效率為91%。可以看出，轉換器的效率很穩定，而且當初級電壓與次級電壓相同時，效率最高；當輸入電壓低時，即工作在升壓模式時，效率最低；從功率角度上，相比于小功率的轉換器，大功率轉換器具有更高的轉換效率。

網址：http://ieeexplore.ieee. org/xpls/abs_all.jsp? arnumber=6687515

作者：Rong-Jong Wai et al

編譯：張聰