高效率雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器

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高效率雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器

采用雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器，可以實現(xiàn)高低壓直流電之間的雙向轉(zhuǎn)換。從理論上說，輸入端輸入固定的電壓后，輸出端可以得到任意的電壓值。DC/DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計的關(guān)鍵就是提高轉(zhuǎn)化效率。在燃料電池汽車的動力系統(tǒng)中，DC/ DC轉(zhuǎn)換器位于燃料電池與鎳氫電池之間，實現(xiàn)加速時兩個動力源都輸出電流，而在車輛制動時，產(chǎn)生的電能存儲在鎳氫蓄電池中。此處的鎳氫電池可以被鋰電池取代。

針對一款5kW的雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計，要求其轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)到95%。工作過程中電能損失較大的是開關(guān)損失，開關(guān)損失與開關(guān)電壓的二次方成正比，可以通過零電壓切換，實現(xiàn)DC/DC啟動時電壓變化的平穩(wěn)過渡，消除較大的開關(guān)電壓。電路結(jié)構(gòu)包括輸入初級電路、次級電路和輸出電路。轉(zhuǎn)換器可以實現(xiàn)單、雙兩種電壓的輸入模式。而在輸出端，也是兩種輸出模式。以上3級電路在工作中，控制開關(guān)不斷實現(xiàn)開閉，初級電路電壓的輸入范圍是42～63V，次級電路的電壓定為48V，輸出電壓定為200V。在控制器內(nèi)部部件型號的選取上，要考慮所能承受的最大功率和電壓范圍。

轉(zhuǎn)換效率的測試。在通過了軟件測試后，還要進行產(chǎn)品測試。當(dāng)初級電壓為48V（與次級電壓相同）、輸出電壓為200V時，效率為95.8%；當(dāng)初級電壓為63V、次級電壓48V、輸出電壓200V時，效率為95.1%；當(dāng)初級電壓為42V、次級電壓48V、輸出為200V時，效率為91%?？梢钥闯觯D(zhuǎn)換器的效率很穩(wěn)定，而且當(dāng)初級電壓與次級電壓相同時，效率最高；當(dāng)輸入電壓低時，即工作在升壓模式時，效率最低；從功率角度上，相比于小功率的轉(zhuǎn)換器，大功率轉(zhuǎn)換器具有更高的轉(zhuǎn)換效率。

網(wǎng)址：http://ieeexplore.ieee. org/xpls/abs_all.jsp? arnumber=6687515

作者：Rong-Jong Wai et al

編譯：張聰