在需要單向升降壓且能量可以雙向活動(dòng)的場(chǎng)合,很有應(yīng)用價(jià)值,如應(yīng)用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車時(shí),輔以三相可控全橋電路,可以實(shí)現(xiàn)蓄電池的充放電。采用一般的二極管續(xù)流,其導(dǎo)通電阻較大,應(yīng)用在大電流場(chǎng)合時(shí),損耗很大。
用導(dǎo)通電阻非常小的MOS管代替二極管,可以解決損耗題目,但同時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路提出了更高的要求。
同步整流技術(shù)是近幾年研究的熱門,主要應(yīng)用于低壓大電流領(lǐng)域,其目的是為了解決續(xù)流管的導(dǎo)通損耗題目。此外,對(duì)Buck電路應(yīng)用同步整流技術(shù),用MOS管驅(qū)動(dòng)電路代替二極管后,電路從拓?fù)渖险狭薆uck和Boost兩種變換器,為實(shí)現(xiàn)雙向DC/DC變換提供了可能。
本文是在Buck同步整流的基礎(chǔ)上,充分利用電路從拓?fù)渖险狭薆uck和Boost兩種變換器的特點(diǎn),提出了雙向DC/DC變換,而并針對(duì)雙向恒壓控制和恒流控制兩種不同的控制方式,分析了對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求,并給出了各自驅(qū)動(dòng)脈沖的實(shí)現(xiàn)方法。
根據(jù)下面的分析,給出了雙向恒壓控制的控制驅(qū)動(dòng)脈沖實(shí)現(xiàn)電路。當(dāng)電路工作于反向Boost升壓電路時(shí),SR作為主開關(guān)管,當(dāng)SR導(dǎo)通時(shí),Sw關(guān)斷,電感L儲(chǔ)能;當(dāng)SR關(guān)斷時(shí),Sw導(dǎo)通續(xù)流,電感L釋能給輸出負(fù)載供電。
2 參數(shù)設(shè)計(jì)
雙向同步整流電路拓?fù)淙鐖D1所示。詳細(xì)算式如下。當(dāng)電路工作于正向Buck時(shí),Sw作為主開關(guān)管,當(dāng)Sw導(dǎo)通時(shí),Sw關(guān)斷,電感L儲(chǔ)能;當(dāng)Sw關(guān)斷時(shí),SR導(dǎo)通續(xù)流,電感L釋能給輸出負(fù)載供電。
當(dāng),電路工作在正向Buck模式;相反,當(dāng)K=0時(shí),,SR=DB,電路工作在反向Boost模式。
電路拓?fù)?/div>
當(dāng)采用恒壓型控制時(shí),Buck和Boost電路各自的被控電壓隨主開關(guān)管的占空比D的變換邏輯恰好相反,因此,為了實(shí)現(xiàn)雙向直流變換,還須增加一個(gè)控制腳,以切換兩種工作模式下主開關(guān)管的定義,實(shí)現(xiàn)方法是交換兩路控制脈沖,用邏輯電路來實(shí)現(xiàn),邏輯表達(dá)式為:
雙向恒壓控制的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
雙向直流變換電路的工作原理同傳統(tǒng)的Buck及Boost變換器類似,當(dāng)主開關(guān)管導(dǎo)通時(shí),續(xù)流管關(guān)斷,當(dāng)主開關(guān)管關(guān)斷時(shí),續(xù)流管導(dǎo)通工作。
單向驅(qū)動(dòng)脈沖的要求
2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
I為電感電流。所以兩管驅(qū)動(dòng)脈動(dòng)應(yīng)互補(bǔ),同時(shí)為了防止共通,發(fā)生短路而燒毀器件,必需設(shè)置死區(qū)。
結(jié)語
最后,需要指出的是,采用數(shù)字控制,系統(tǒng)更簡樸,控制更靈活,抗干擾特性強(qiáng),系統(tǒng)維護(hù)也利便,但考慮到單片機(jī)或DSP,數(shù)字信號(hào)處理器本錢相對(duì)較高,故以上雙向同步整流變換控制的分析設(shè)計(jì)采用硬件電路實(shí)現(xiàn)。
△lmin為Buck和Boost電路電流紋波要求的較小值;
△Vg為Boost電路輸出電壓紋波要求;
△Vo為Buck電路輸出電壓紋波要求;
△Q為對(duì)應(yīng)輸出電壓紋波的電荷增量;
D為Sw管的占空比:
Vo為Boost電路輸入電壓;
式中:Vg為Buck電路輸入電壓;
設(shè)置電感L是為了按捺電流脈動(dòng),因此其設(shè)計(jì)依據(jù)是電流紋波要求。電容C1主要是為了在Boost電路Sw關(guān)斷時(shí),維持輸出電壓恒定,而電容C2主要是為了按捺Buck輸出電壓脈動(dòng),其設(shè)計(jì)依據(jù)是電壓紋波要求,因此兩個(gè)電容的參數(shù)設(shè)計(jì)并不一致。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析吻合。
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