用于电动汽车的多重化软开关双向DC/DC变换器的研究

3 仿真验证

针对电动汽车在运行过程中驾驶员的频繁加速、减速及起动、制动等操作，为了验证上述拓扑结构的正确性，进行了仿真验证，所用参数如表1所示。


(1)变换器在t=0.025 s时，负载功率由2P/3突变为满负载P，模拟电动汽车加速运行。当t=0.15 s时，电路达到稳定状态；当t=0.025 s时，电压因负载突变；而t=0.007 5 s时，很短时间内恢复给定电压，电流也快速达到另一稳态。本文电流内环采用三个独立的PWM发生器，具有较快的动态响应。

(2)变换器升压工作时，以第三个基本单元为例，在负载功率为2P/3下主开关Sd3，辅助开关Su3，及各自并联二极管FWDd3、FWDu3的仿真波形及电感电流波形如图4所示。采用此种控制性软开关技术，使主开关、辅助开关以及两并联二极管在不同负载下其电压、电流错位，即均可达到软开关效果。采用三重交错式拓扑结构，电感电流纹波减小到原来的三分之一，有效弥补了DCM运行模式纹波大的缺陷。

本文采用多重半桥式双向DC/DC变换器拓扑结构，利用DCM模式下电感电流反向的特点，以反方向运行时主开关为辅助开关，没有额外添加半导体器件。实现了主开关的零电压开通和零电流关断，辅助开关的零电压开通、零电流关断，以及主开关与辅助开关并联二极管的零电压导通、零电流关断，提高了整体变换器效率。使得多重交错式结构有效减小了电感电流纹波。在控制方式上采用共用一个电压环，即共用一个电感电流参考值，解决了并联结构的均流问题，三个独立的电流内环加快了变换器的响应速度、提高了安全性。本文分析了此变换器的工作原理、控制策略，并对其进行了仿真实验，验证了理论分析的正确性与可行性。