BUCK-BOOST的DCDC双向变换器设计文献综述

 2023-05-30 08:38:16

文献综述

一.课题研究背景及意义随着半导体技术和大功率集成电路制造技术的发展,DC-DC变换技术有效克服了开关频率低、效率低、体积大的缺点,从而得到广泛的应用。

然而常规的DC-DC变换器使用模拟控制器,控制电路复杂,一旦确定输出电压,参数更改十分困难,使得DC-DC变换器需要针对不同供电电压的设备设计不同的参数,通用性差;同时,模拟控制电路受外界环境干扰大,控制信号精度较差,使输出电压的品质受到影响。

而Buck-Boost拓扑的DC-DC变换器,控制器可以通过改变开关频率和占空比快速得到用户需要的电压。

通过实时测量电压输出值实现系统的输出反馈,使得控制器能够根据输入电压的变化实时调整开关的相关控制参数,从而稳定输出电压。

在某些特定的场合或是特殊状态下,输入电压会超出常规的变化范围,在很宽的区间内波动,而用电设备则要求被供给平稳的电压,比如在通信领域,由于各地电网电压规范不同,通讯电源需要适应宽范围输入;在新能源领域,太阳能和燃料电池等供电的电力电子变换器也会不可避免的遇到电压大幅度波动的问题:在矿井等供电情况复杂、工作条件较差的场合,电源对输入电压波动的适应能力也至关重要。

实际中,输入电压渐变或跃变的情况远不止于以上三种,这时就需要适应宽范围电压输入的电力电子变换装置作为连接波动的电压供给端和恒压输出端的桥梁。

在宽范围大功率的场合,往往要求电路中的电元件和磁元件可以同时承受低输入时的大电流和高输入时的大电压,这就需要功率等级极高的元件,为了降低元件选择和设计的难度,可以采用多个模块串并联的结构,有效的均压和均流手段是这种结构得以稳定工作的前提。

二.研究现状及发展趋势为达到输入电压变化范围较大时,变换器能够保持稳定输出的目的,现阶段国内外研究或应用中涉及的适应较宽范围输入的DC/DC及AC/DC变换器在拓扑结构上采用的主流方案主要有以下三种:一、采用兼具升、降压能力的两级变换器:二、设计能够根据输入电压大小改变电路结构的变拓扑电路。

大多数情况下,根据具体的指标,这两种方式又常被综合应用,或是采用多电平或串联的形式提升功率等级,以便达到更好的效果。

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