高效率双向DC/DC转换器



高效率双向DC/DC转换器

采用双向DC/DC转换器，可以实现高低压直流电之间的双向转换。从理论上说，输入端输入固定的电压后，输出端可以得到任意的电压值。DC/DC转换器设计的关键就是提高转化效率。在燃料电池汽车的动力系统中，DC/ DC转换器位于燃料电池与镍氢电池之间，实现加速时两个动力源都输出电流，而在车辆制动时，产生的电能存储在镍氢蓄电池中。此处的镍氢电池可以被锂电池取代。

针对一款5kW的双向DC/DC转换器设计，要求其转换效率可以达到95%。工作过程中电能损失较大的是开关损失，开关损失与开关电压的二次方成正比，可以通过零电压切换，实现DC/DC启动时电压变化的平稳过渡，消除较大的开关电压。电路结构包括输入初级电路、次级电路和输出电路。转换器可以实现单、双两种电压的输入模式。而在输出端，也是两种输出模式。以上3级电路在工作中，控制开关不断实现开闭，初级电路电压的输入范围是42～63V，次级电路的电压定为48V，输出电压定为200V。在控制器内部部件型号的选取上，要考虑所能承受的最大功率和电压范围。

转换效率的测试。在通过了软件测试后，还要进行产品测试。当初级电压为48V（与次级电压相同）、输出电压为200V时，效率为95.8%；当初级电压为63V、次级电压48V、输出电压200V时，效率为95.1%；当初级电压为42V、次级电压48V、输出为200V时，效率为91%。可以看出，转换器的效率很稳定，而且当初级电压与次级电压相同时，效率最高；当输入电压低时，即工作在升压模式时，效率最低；从功率角度上，相比于小功率的转换器，大功率转换器具有更高的转换效率。

网址：http://ieeexplore.ieee. org/xpls/abs_all.jsp? arnumber=6687515

作者：Rong-Jong Wai et al

编译：张聪