PWM加相移复合控制双向DC/DC变换器优化设计

　　S1反并联二极管的导通时间是tb到tc，其通态损耗是电压和电流的积分，可按式(2)计算。

　　S1在t1时刻关断，到了t2时刻电流下降到O。关断损耗足电压和电流的积分，可按式(3)计算。

　　设定仿真参数：开关频率f=100 kHz，移相角φ=45°，占空比D=nV2/V1=O.5。输出功率Pout=5kW。表1给出了4种不同器件和不同输入电压等级的电路设计方案。

　　如图7所示为变换器工作在(5kW)正向模式下，4种电路设计方案的效率比较和正向输出5kW时各个开关的损耗直方图。损耗直方图从左到右依次为开关S1、S2、S3、S4的通态损耗、关断损耗、总损耗。

　　由此可以看出，器件的通态损耗是主要的，不同的器件和不同输入电压等级构成的电路设计方案对效率有很大影响。开关损耗最小的是电路A和电路D。但是电路D中，开关损耗主要由S4组成，开关S4的损耗在5kW达到了150W，这对于开关S4的热没计带来很大问题。与之相比，电路A中，开关损耗主要由S1和S2平均组成，这对电路的工作是有利的。因此电路设计方案A是优化的。

　　3 双向DC／DC变换器的控制框图

　　根据变换器的原理，本文提出了一种新的控制方案，如图8所示。电路的正向和反向工作方式由正向/反向控制信号控制两个复用器(MUX)切换。当电路正向工作时，反馈电压电流分别是输出电压和输出电流。电压外环经过PI后作为电流的参考，电流内环的误差经过PI后调节电路的移相角。电路的占空比由输入电压和输出电压经过运算，即D=nV2/V1得到。

　　4 结语

　　本文分析了不同器件和输入电压对电路效率的影响。分析表明，Sl和S2用MOSFET，S3和S4用IGBT，低压42V放在输入侧是优化的方案。本文提出了一种新的控制方法，可以同时调节电路的占空比和移相角。