双向全桥DC-DC变换器：软开关控制与效率优化

"这篇硕士学位论文主要探讨了双向全桥DC-DC变换器的动态建模和相关技术。作者庄元明在导师孙频东和居荣的指导下，深入研究了这种变换器在直流不停电电源系统、航天电源系统、直流电机驱动系统以及混合能源电动汽车等领域的应用。" 双向全桥DC-DC变换器是一种能够双向调节能量传输的直流到直流变换器，具有广泛的应用前景。论文首先介绍了几种新型软开关双向DC-DC变换器的基本单元的工作原理，并针对不同拓扑结构和控制策略，提出了一种新型的全桥拓扑结构的软开关双向DC-DC变换器。全桥变换器因其四个开关管分为两个桥臂，使得控制方式更加灵活，易于实现软开关操作，从而提高开关频率，减小变换器体积。 论文详细阐述了双向DC-DC变换器的工作原理，包括如何在不增加额外电路器件的情况下，通过隔离变压器实现电能的双向传递，这有助于降低设备体积并提升效率。此外，作者进行了变换器的建模分析，并提供了仿真和实验结果，以验证提出的控制策略的有效性。 在建模部分，论文讨论了电路达到稳态时的电感电压伏秒平衡原理和电容电荷平衡原理，通过这些原理推导出稳态时的电量关系式，例如式3.39和式3.41。接着，通过扰动法求解小信号动态模型，分析了输入电压和占空比微小变化对Buck-Boost变换器电路状态变量和输入电流的影响，如式3.44和式3.45所示。这些数学模型对于理解和优化变换器的性能至关重要。 这篇论文深入研究了双向全桥DC-DC变换器的动态行为，提出了新的控制策略，并通过理论分析和实验验证，为实际应用提供了理论支持。这一研究对于提升变换器效率、优化系统设计以及推动相关领域的发展具有重要意义。关键词涵盖了双向DC-DC变换、仿真和电路设计，这些都是该研究的核心内容。