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双向DC/DC变换器是根据需要调节能量双向传输的直流到直流的变换器。随着科技和生产的发展,对双向DC/DC变换器的需求越来越多,主要有直流不停电电源系统、航天电源系统、直流电机驱动系统、混合能源电动汽车、装甲车电源系统等应用场合,而大功率双向DC/DC变换器技术是电力电子领域的一个难点问题 在某大型车载电源系统中所需的双向DC/DC变换器,其主要实现的功能是实现能量的双向流动:①将270V直流电转换成48V直流电给蓄电池充电,其主要技术指标有:额定功率5kw;电源电压:270V±10%(DC);额定输出电压:48V(DC);额定电流:102A;过载能力:150A,2分钟;效率大于等于85%,具有过压、欠压、过流等保护功能。②将蓄电池的28V直流电转换成270V直流,额定功率7.5kw额定电流:28A;过载能力40A,2分钟;效率大于等于85%,具有过压、欠压、过流等保护功能。 鉴于上述特殊要求,为实现能量的双向流动问题,提出了一种新型的双向DC/DC变换器拓扑结构;桥式双向直流变换器适合大、中功率场合,并且较易通过移相控制实现软开关,本文在系统分析了双向PWM DC/DC全桥变换器的两类软开关方式(即零电压(ZVS)和零电压-零电流(ZVZCS))后,针对本课题确定了其控制策略即PS-FB-ZVZCS-PWM方式。 新型拓扑结构的特点:新型拓扑结构为有隔离变压器和无源辅助网络的移相全桥ZVZCS-PWM变换器,从两边看都是全桥移相式ZVZCS-PWM功率变换器;拓扑结构简单。 本论文对基于PS-FB-ZVZCS-PWM软开关的双向DC/DC变换技术进行了拓扑结构和控制方法的理论分析、Pspice仿真和实验,并得出了相应的仿真和实验波形。采用PIC单片机控制,通过无源谐振电路、饱和电感、UC3875移相控制,新型变换器中所有有源开关管均能在双向工作模式中实现软开关,变换器有较宽的软开关负载适应范围,减小了开关损耗;同时运用同步整流器工作方式,降低了变换器的通态损耗。从而将大大缩小变换器的体积和重量,提高变换器的功率密度。