基于Cuk拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的雙向DC/DC變換器的研究

摘 要：針對雙向DC/DC變換器在能量雙向傳輸時存在電壓電流波動的情況，采用基于Cuk拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的雙向DC/DC變換器。通過PI控制器加入電流反饋環(huán)來抑制在能量傳輸時所產(chǎn)生的電壓電流波動。在LTspice軟件和Matlab/Simulink仿真軟件中對系統(tǒng)的輸出電壓及電流進(jìn)行了穩(wěn)定性分析。從而實現(xiàn)基于Cuk拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的雙向DC/DC變換器的電路設(shè)計，PI控制器設(shè)計、以及系統(tǒng)的開閉環(huán)仿真。

關(guān)鍵詞：Cuk電路 雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器 蓄電池充電 PI控制

1 緒論

人們對自然資源的需求增長迅速，迫切希望尋找環(huán)保、高效和可持續(xù)的新能源，以替代傳統(tǒng)的化石能源，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，以滿足社會生產(chǎn)生活的需求[1]。在新能源的實際應(yīng)用中，各類能源會受到不同條件的影響，通常需要將多種變換器組合成系統(tǒng)來滿足實際需求。雙向DC-DC變換器作為變換器關(guān)鍵的能量轉(zhuǎn)換組件，能夠有效地傳遞能量并進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，其在新能源發(fā)電、車輛到電網(wǎng)、電池儲能、不停電系統(tǒng)等領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用[2]。在儲能系統(tǒng)中同樣發(fā)揮著重要作用[3]，在傳統(tǒng)的BES單元，僅僅是將能量直接儲存入鋰電池中，無法發(fā)揮鋰電池的性能在充放電方面的優(yōu)勢，能量會由鋰電池兩側(cè)的并聯(lián)電容等元件消耗掉，這樣會導(dǎo)致電能的大量流失，因此在新型儲能系統(tǒng)中，廣泛使用了雙向DC/DC變換器，大大提高了系統(tǒng)能量的利用效率[4]。在光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用中雙向DC/DC變換器充當(dāng)一個緩沖機(jī)制來調(diào)理發(fā)電量和負(fù)載之間供需問題的矛盾[5]。

新能源汽車一般會選擇鋰電池和超級電容組成的復(fù)合電源系統(tǒng)[6]?！?br>