![双有源全桥变换器建模与优化调制](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/610/44569610/b_44569610.jpg)
2.1.2 单自由度调制功率传输特性
一般情况下,开关管换流过程较快,上、下开关管的死区时间较短,因此可以忽略开关模态1和开关模态3对应的阶段,认为电感电流在[t0,t2]和[t2,t4]的时间内线性上升,从而将iL(t)简化表示为
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在正常工作时,iL(t)为纯交流量,并且具有半周期对称性,即iL(t0)=-iL(t4)。根据图2-2中DssT的定义可知,[t0,t2]的区间长度为DssT,[t2,t4]的区间长度为T-DssT。因此,iL(t)在半周期[t0,t4]中的变化量ΔIL=iL(t4)-iL(t0)为
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由于DAB变换器的半周期对称性,iL(t0)=-iL(t4),因此可以得到
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结合式(2-3)和式(2-5),则半周期[t0,t4]中iL(t)的表达式为
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正向传输功率时,原边输入的平均功率和副边输出的平均功率均为
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此时DAB变换器电感电流有效值为
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正向传输功率时,Dss的取值范围为[0,1],而Pt(Dss)在Dss=0.5时取得最大值Pt,max,即DAB变换器在确定的输入输出电压下的最大输出功率。Pt,max为
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通常,为了分析简便,可将Pt(Dss)以Pt,max为基准值进行标幺化,即
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式中,Pn,t为传输功率的标幺值。
同理可得反向功率传输时Pt(Dss)的标幺值为
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结合式(2-10)和式(2-11)可知,Dss在[-1,1]的取值范围内,Pt(Dss)的标幺值可统一表示为
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图2-4给出了Pn,t与Dss的关系曲线,由该图可知,变换器正向和反向功率传输时,功率特性对称;Dss的正负决定功率传输的方向,而Dss的大小决定传输功率的大小。当|Dss|=0.5时,变换器传输的功率最大,标幺值为1。当Dss∈[-0.5,0.5]时,传输功率与Dss呈单调关系。同时,根据式(2-8)中给出的电感电流有效值计算结果可知,Dss越大,电感电流有效值越大。因此,对于SPS调制而言,将Dss限制在[-0.5,0.5]不但便于控制器设计,而且有利于降低DAB变换器导通损耗。
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图2-4 SPS调制时,Pn,t与Dss的关系曲线