双向全桥DC-DC变换器回流功率与软开关双重优化策略研究①

闫其路，李 梅，徐宏斌

(安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽 淮南 232001)

0 引 言

隔离型双向全桥DC-DC变换器因其具有电气隔离、双向能量流动、动态响应好[1]等特点被广泛应用在电力电子变压器[2]、电池储能系统[3]和电动汽车[4]等领域。变换器性能优化有助于提高其工作效率，文献[5-6]将变换器按照电压转换比与传输功率为条件分多段分别对电流应力与回流功功率优化，该方法对变换器运行过程分段多，算法复杂，内移相角计算易出现误差。文献[7]详细分析了变换器功率回流现象，通过选取若干内外移相角组合，开环给定内移相角分析变换器。该方法适合传输功率不变的场合选取内移相角优化回流功率，当功率发生变化时需要重新计算内移相角，无法实现对变换器功率调节过程中的闭环实时优化。文献[8]通过对回流功率与功率开关管软开关边界功率建立函数模型，在给定外移相角的情况下求解内移相角，该方法既不能做到回流功率的最小，又无法使软开关范围最大化，只尽可能做到变换器在回流功率与软开关范围优化之间取折中优化。在上述文献研究基础上，通过对双向全桥 DC-DC变换器内移相角与回流功率的关系、H桥软开关范围与电压转化比和内外移相角关系的分析，在双重移相控制的基础上，提出一种对变换器回流功率与软开关双重目标的优化策略。

1 变换器数学模型与回流功率

1.1 数学模型建立

隔离型双向全桥 DC-DC变换器拓扑如图1所示。……