变频移相控制双有源串联谐振DC-DC变换器小信号建模

"本文主要探讨了变频+移相控制技术在双有源串联谐振DC-DC变换器中的应用，以及如何进行小信号建模。这种控制技术能确保变换器在宽范围工作条件下的零电压开通，提高效率和可靠性。文章提出了一种小信号连续域模型，该模型基于广义平均建模法，选取了输出电压的直流分量、电感电流和谐振电容电压的基波分量作为状态变量，精确描述了谐振腔对变换器动态性能的影响。此外，还设计了输出电压闭环调节器，实现了变换器在ZVS变频+移相控制下的稳定运行。理论分析和MATLAB/PLECS仿真实验以及800W原理样机验证了这种方法的可行性。" 详细说明: 本文重点讨论了双有源串联谐振DC-DC变换器，这是一种适用于中高功率双向能量传输的电力电子设备，常见于电动汽车、直流微电网等领域。其特殊之处在于电路双向对称，既能升压也能降压，并且谐振电容可以隔离直流电流，防止故障电流过大。 为了优化变换器的性能，作者提出了采用变频+移相的双自由度控制策略。这种控制方法可以实现零电压开通，即在开关器件切换时，其两端电压接近于零，从而减少开关损耗，提高工作效率。同时，这也增加了变换器的运行可靠性。 文章的核心是建立了变频+移相控制下的小信号建模。小信号建模是研究电力电子系统动态性能和设计控制器的基础。作者采用广义平均建模法，选取了与系统动态密切相关的输出电压直流分量、电感电流和谐振电容电压的基波分量作为状态变量，构建了变换器的动态模型。这有助于理解谐振腔如何影响变换器的动态响应。 基于这个模型，设计了一个输出电压闭环调节器，以确保变换器在采用ZVS（零电压开关）的变频+移相控制策略下稳定运行。通过MATLAB/PLECS仿真工具和实际的800W原理样机实验，验证了模型的正确性和闭环控制的有效性。 关键词涵盖了DC-DC变换器的基本概念、双有源结构、串联谐振技术、小信号建模方法、频率变化和相位控制，这些都是理解本文核心内容的关键点。该研究对于推动双向DC-DC变换器的性能优化和控制策略发展具有重要意义。