一種兩級式隔離型雙向DC/DC變換器的分析與設(shè)計

張　東，王一軍

（中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，長沙410075）

一種兩級式隔離型雙向DC/DC變換器的分析與設(shè)計

張東，王一軍

（中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，長沙410075）

提出了一種兩級式隔離型雙向DC/DC變換器，該變換器包含一個閉環(huán)的前級DC/DC變換器和一個開環(huán)的后級LLC諧振變換器。當(dāng)能量從低壓直流母線傳輸?shù)礁邏褐绷髂妇€時，變換器等效為Boost變換器+全橋倍壓LLC諧振變換器；當(dāng)能量反方向流動時，變換器等效為半橋LLC諧振變換器+Buck變換器。通過分析變換器工作原理與設(shè)計要點(diǎn)，提出了以效率為目標(biāo)的中間直流母線電壓優(yōu)化方法，并研制了1臺12 V/336 V、1 kW的樣機(jī)，其優(yōu)化后的中間直流母線電壓額定值為50 V。樣機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提變換器的良好工作性能。

變換器；隔離；雙向；效率優(yōu)化

引言

燃料電池電動車FCEV（fuel cell electric vehicles）是未來新能源汽車的主要發(fā)展方向之一，目前得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究［1-10］。根據(jù)FCEV的電氣工作原理，燃料電池經(jīng)直流接觸器連接到高壓直流母線構(gòu)成整車的主要動力源，高壓直流母線經(jīng)過DC/AC變換得到三相交流電驅(qū)動電動機(jī)；輔助儲能系統(tǒng)連接到低壓直流母線，構(gòu)成輔助啟動能源，并回收制動能量。此外，低壓直流母線還需要為整車電氣設(shè)備提供能量。雙向DC/DC變換器被設(shè)置在高壓直流母線和低壓直流母線之間，是整車的關(guān)鍵零部件之一，其主要功能是實(shí)現(xiàn)低壓直流母線與高壓直流母線之間的能量交換，同時實(shí)現(xiàn)電氣隔離（因?yàn)檐嚿砼c低壓直流母線的負(fù)極是共地的，出于保護(hù)人身安全和電氣設(shè)備安全考慮，電氣隔離是必要的。……