【摘 要】
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随着新能源和分布式电源的发展,分布式电源直流并网技术也愈发重要,直流并网变换器如何更高效安全地应用成为了一个重要问题。其中,双向DC/DC变换器作为分布式电源直流并网的关键一环也受到了广泛关注。为了实现电能的双向传输,实现减小损耗、提高效率、低电磁噪声的效果,常常选用串联谐振型双有源全桥DC/DC变换器（Series resonant double active full bridge DC/DC
【基金项目】
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国家自然科学基金（52177193）； 陕西省重点研发计划（2022GY-182）；
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随着新能源和分布式电源的发展,分布式电源直流并网技术也愈发重要,直流并网变换器如何更高效安全地应用成为了一个重要问题。其中,双向DC/DC变换器作为分布式电源直流并网的关键一环也受到了广泛关注。为了实现电能的双向传输,实现减小损耗、提高效率、低电磁噪声的效果,常常选用串联谐振型双有源全桥DC/DC变换器（Series resonant double active full bridge DC/DC converter,DBSRC）作为分布式电源直流并网变换器,因此对DBSRC的研究具有重要意义。本文以DBSRC变换器为研究对象,分别对其移相调制和变开关频率调制策略进行研究,对变换器整体输出性能特别是其电磁噪声进行优化。首先,研究了适用于DBSRC变换器的移相调制策略,介绍其基本工作原理及谐振电路中的电感、电容和高频变压器的设计和参数选择。根据DBSRC变换器在换流过程中一个周期内的六种工作状态计算出谐振回路的电压电流表达式,推导出DBSRC变换器的输出功率数学模型,分析了影响变换器输出性能的因素,并对各个条件与输出性能的关系分别进行研究,总结出变换器输出性能最优的参数条件。最后搭建了仿真模型和200W硬件平台,验证本文所设计的参数满足应用需求。其次,根据DBSRC变换器的脉冲时序图,推导了变换器运行过程中的回流功率数学表达式,探究了移相比与谐振参数对变换器回流功率的影响。由于谐振电容的存在,使变换器的电感电流正弦度较好,使得DBSRC较DAB变换器具有更小的开关损耗。通过对变换器开关损耗的计算,计算变换器的实际运行效率。通过仿真和实验验证,验证了本文所得结论。最后,研究了基于DBSRC变换器的变开关频率调制策略,优化变换器的EMI性能。先介绍了用于测量电磁噪声的线性阻抗网络的基本工作原理,建立变换器的高频等效模型。再采用变开关频率调制策略使得某个频段的能量随机分布在附近频段上,以达到减小DBSRC变换器EMI噪声的目的。通过理论、仿真以及实验结果的对比,本文研究的变开关频率调制策略可以有效的减小变换器电磁噪声,保证变换器具有良好的电磁兼容性能。
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