多通道双向DC／DC变换器的研究

由定义可知，占空比D≤1，D=Ton／(Ton+Toff)。所以Boost电路不同于Buck电路，D不能等于1。在反向Buck电路中，电感电流处于连续工作模式下输出电压表达式为：

Uo=DUin (2)

式(2)中占空比的选取没有特殊限制。在Buck电路中电感在VQ2导通时储能，在开关管截止期间通过同步整流管形成释放回路。Boost电路工作过程中输出需接负载，否则电感的储能就不能消耗掉，会引起输出电压升高，这也是不同于Buck电路的地方。

4 实验结果

根据上述分析，为验证原理的可行性，在实验室制作了一台50 W实验样机。开关管选用IRF540N，其导通电阻为44 mΩ。实验参数为：稳压源输出直流电压范围0～30 V，负载电压范围0～50 V，最大功率50 W，开关频率20kHz。

将驱动信号占空比取为0．4，为保留同步整流信号与驱动信号的死区时间，同步整流信号占空比也取为0．4。驱动波形如图5a所示。

系统正向工作在Boost状态下时，若输入电压为30 V，负载为50 Ω。此时输入电流为1．7 A，负载电压值为49 V，算得电路效率约为94．2％。负载上输出电压波形如图5b所示。电感电流处于连续状态，其波形如图5c所示。系统反向工作在Buck状态下时，若输入电压为30 V，负载为50 Ω。此时输入电流为0．1 A，负载电压12 V，算得效率约为96％。负载输出电压波形如图5d(上)所示。电感电流处于连续状态，其波形如图5d(下)所示。

5 结论

通过对传统混合动力系统中双向DC／DC变换器结构的改进，这里介绍了一种多通道的双向DC／DC变换器。分析了运行原理和控制策略，通过实验样机验证其可行性。该变换器能同时连接多个储能器件和直流母线，简化了传统系统中应用多个双向DC／DC变换器连接储能器件和直流母线的结构。运用同步整流原理并将其推广，利用各个开关管不同状态互相配合，控制能量在变换器中流动方向。在简化结构的同时保证了系统效率。