非隔离双向DC-DC变换器仿真及其双闭环控制研究

资源摘要信息:"非隔离双向DC DC变换器 buck-boost变换器仿真" 非隔离双向DC DC变换器是一种电力电子设备，用于在直流电源和储能设备（如蓄电池）之间进行能量的双向传递和转换。其核心功能是实现电压的升降并适应不同的负载和电源条件。在此类变换器中，buck-boost变换器是最常见的一种，因为它能够处理输入电压高于或低于输出电压的情况。 buck-boost变换器之所以名为“非隔离”，是因为其输入和输出端之间没有电气隔离，这意味着变换器具有较小的体积、重量和成本。然而，这也意味着存在潜在的安全风险，因为输入和输出端之间有可能发生故障或短路。 在本仿真模型中，输入侧为直流电压源，输出侧接蓄电池。这种配置允许电池在需要时充电，在不需要时通过变换器放电，以维持直流侧电压的稳定。这表明了buck-boost变换器在能源管理和电力系统中的一个重要应用：储能和负载平衡。 所采用的控制方式是电压外环电流内环的双闭环控制策略。这种控制方法的优势在于可以独立控制输出电压和电流，因此可以实现更精确的输出电压控制和动态性能。电压外环负责控制输出电压，确保电压稳定在所需的参考值附近；电流内环则负责控制通过变换器的电流，通常用于限制电流，保护变换器和电池不受过流损害。 正向运行时，变换器以恒流恒压模式为电池充电。恒流模式确保电池以一定的电流充电，防止过充；恒压模式确保电池电压不会超过安全上限。反向运行时，电池放电以维持直流侧电压的稳定，这种放电通常是受控制的，以避免对负载造成过大冲击或损害电池。 仿真模型采用matlab simulink进行搭建，这是MATLAB软件的一个附加产品，用于模拟、分析和设计多域动态系统。Matlab Simulink支持使用图形界面快速建模，能够帮助工程师验证控制策略、分析系统动态行为，并且可以方便地修改参数进行实验。 总的来说，非隔离双向DC DC变换器的buck-boost类型是一种灵活且高效的能量转换解决方案。通过使用电压外环电流内环的双闭环控制，能够保证变换器在各种工况下的稳定性和可靠性，使其成为电力电子领域的一项重要技术。Matlab Simulink仿真模型则为设计者提供了一个强大的工具，用于模拟和优化这类变换器的性能。