【摘 要】
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针对双向全桥DC-DC变换器存在电感电流应力较大和部分情况下失去软开关特性问题,设计了基于移相控制双向全桥DC-DC变换器,主要研究内容如下:1.在分析双向全桥DC-DC变换器的拓扑结构以及单移相（single-phase-shift,SPS）控制、双移相（dual-phase-shift,DPS）控制和三移相（triple-phase-shift,TPS）控制等3种控制的工作原理基础上,建立了3
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针对双向全桥DC-DC变换器存在电感电流应力较大和部分情况下失去软开关特性问题,设计了基于移相控制双向全桥DC-DC变换器,主要研究内容如下:1.在分析双向全桥DC-DC变换器的拓扑结构以及单移相（single-phase-shift,SPS）控制、双移相（dual-phase-shift,DPS）控制和三移相（triple-phase-shift,TPS）控制等3种控制的工作原理基础上,建立了3种控制方式下双向全桥DC-DC变换器的传输功率和电流应力数学模型,研究了3种控制方式下变换器的传输功率、电流应力特性及其优劣。2.提出了一种电流应力最小的DPS控制优化算法。针对电压传输比不为1时变换器电感电流应力较大且难以实现开关管软开关的问题,研究了DPS控制下的变换器开关管软开关条件,并在实现开关管软开关的条件下对最小电感电流应力进行了极值求解,提出了一种开关管软开关条件下电感电流应力最小的DPS控制算法。3.提出一种自适应惯性权重粒子群（APSO）的TPS控制优化算法。为了进一步提高电流应力的优化效果,以最小电感电流应力为优化目标,基于TPS控制下的数学模型,建立了电感电流应力优化目标函数,利用粒子群算法搜索最小电感电流应力所对应的移相比组合,为了提高算法的收敛速度和精度,设计了自适应惯性权重,提出了一种自适应惯性权重粒子群（APSO）的TPS控制优化算法。4.实验验证与结论。进行了双向全桥DC-DC变换器的仿真参数设计,建立了双向全桥DC-DC变换器的MATLAB/Simulink仿真模型,通过仿真实验研究对比了优化前后DPS控制和APSO的TPS控制优化算法下的电感电流应力特性:在相同参数和传输功率时,优化前DPS控制下稳态电感电流峰值约为119.6A,优化后DPS控制下稳态电感电流峰值约为115.0A,相比优化前时减小约4.6A,电感电流峰值减小约3.8%,优化TPS控制下稳态电感电流峰值均值约为106.1A,相比未优化DPS控制时稳态电感电流峰值减小约13.5A,电感电流峰值减小约11.3%,有效降低了电感电流应力。
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