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【精选】双有源桥变换器(DAB)学习(二)

2023-10-23 02:43| 来源: 网络整理| 查看: 265

DAB的控制方式有四种:SPS、DPS、EPS、TPS。

EPS需要靠下图来简单说明一下。

上图可以观察到,一共存在着8个开关管,前后两个桥臂。

为了防止短路,同一桥臂的上下两 MOS 管不能同时导通。且DAB驱动信号采用的是50%占空比,这也就意味着电路可控制的开关管信号最多只有三个,如果以S1的驱动信号为基准,S3与其移相角为前桥内移相角 D1*Pi,S5与其移相角为外移相角 D2*Pi,S7与其移相角为为后桥内移相角D3*Pi。其余2、4、6、8这四个管子的导通延时都可以通过这三个移相角表示。

SPS 前面说了,就一个简单闭环,控制 D2 实现对电压的控制。EPS 是增加了一个自由度,在D2的基础上增加了一个内移相角 D1 或 D3 ,来实现对电压的控制。不能随便跑呀,新增的D1和D2需要有个关系呀,这个关系就是我理解的EPS调制。DPS 也好理解,EPS 不是只增加了一个吗,DPS 就是增加俩,但是 D1 跟 D3 这俩移相比大小一致,不一致的叫 TPS 。

EPS调制有两个方向(最常用的,通用理解的就俩,有些大哥喜欢自己定一个策略,那也没办法),一个是回流功率调制:目的是完全消除回流来提高效率。另一个是电流应力调制,针对存在D1内移相角后的电流波形进行分析,尽可能的降低其电流峰值,缓解MOS管压力,提高效率。回流调制简单(算的巨少,就一个式子),电流应力调制稍微难一点(得求导),相对来说,电流应力的调制方式提升的效率也要高一些。

这里需要说一下,这个都是理想情况下,一般采用这俩方式就可以了,但是有的时候需要考虑ZVS情况,对电流应力有一个要求,针对工况需要算一下。

Matlab——Simulink 电路仿真图如下:

Matlab——Simulink 驱动信号图如下:

这是一个回流功率控制方式下的控制过程,简单可以如下所述:

回流功率简单来说就是有一段时间,电源没有向负载传输功率,由于开关管导通以及这段时间的电流流向等原因,可以理解为这段时间,电源不仅没有向负载传输功率,反而从输出电容上吸功率,一来一去,造成了“功率浪费”,那么在消除掉这段时间的“浪费功率”之后,如果要传输相同的功率,那么流经电感上电流是不是就减小了呢(输出10KW,电源传了11KW,吸收了1KW的电流和电源传10KW输出10KW的电流相比,肯定会变化)。

回流功率控制简单来说就是令“功率浪费”=0; 

各时刻点的电流值我就不写了,那堆过程看不看的吧。会用就行,

 EPS 调制——回流功率控制——移相比 D1、D2 参与调制时,D1、D2 间的关系如上所述。

 电流应力的调制方式简单可以如下所述:

给一个0.1的 D1 内移相比,0.2的 D2 内移相比,根据这时候的电流、开关管信号、电感两端电压Vab、Vcd推导出电感电流与移相比之间的关系,然后求导,目的就是当D1满足一个什么关系的时候可以让电流应力最低。

具体过程:由传输功率P的式子,我们可以推导出一个式子,用D1和P来表示外移相比D2,再将得到的D2的式子,带入到电流应力的式子,这样就消去了D2,仅保留了D1、P、imax,通过对imax、D1求导,找出imax转折点,这个转折点对应的D1就是EPS的电流应力的控制策略。

电流应力指的时最高点时刻的电流, Buck  和  Boost  模式对应的最高点不一样,都需要求一下,我还是觉得自己推导一下有助于理解。

当0



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