續流二極管雙向恒壓控制
信息來(lái)源:本站 日期:2017-05-05
在需要單向升降壓且能量可以雙向活動(dòng)的場(chǎng)合,很有應用價(jià)值,如應用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)時(shí),輔以三相可控全橋電路,可以實(shí)現蓄電池的充放電。采用一般的二極管續流,其導通電阻較大,應用在大電流場(chǎng)合時(shí),損耗很大。
用導通電阻非常小的MOS管代替二極管,可以解決損耗題目,但同時(shí)對驅動(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(mén),主要應用于低壓大電流領(lǐng)域,其目的是為了解決續流管的導通損耗題目。此外,對Buck電路應用同步整流技術(shù),用MOS管驅動(dòng)電路代替二極管后,電路從拓撲上整合了Buck和Boost兩種變換器,為實(shí)現雙向DC/DC變換提供了可能。
根據下面的分析,給出了雙向恒壓控制的控制驅動(dòng)脈沖實(shí)現電路。當電路工作于反向Boost升壓電路時(shí),SR作為主開(kāi)關(guān)管,當SR導通時(shí),Sw關(guān)斷,電感L儲能;當SR關(guān)斷時(shí),Sw導通續流,電感L釋能給輸出負載供電。
2 參數設計
雙向同步整流電路拓撲如圖1所示。詳細算式如下。當電路工作于正向Buck時(shí),Sw作為主開(kāi)關(guān)管,當Sw導通時(shí),Sw關(guān)斷,電感L儲能;當Sw關(guān)斷時(shí),SR導通續流,電感L釋能給輸出負載供電。
當,電路工作在正向Buck模式;相反,當K=0時(shí),,SR=DB,電路工作在反向Boost模式。
電路拓撲
當采用恒壓型控制時(shí),Buck和Boost電路各自的被控電壓隨主開(kāi)關(guān)管的占空比D的變換邏輯恰好相反,因此,為了實(shí)現雙向直流變換,還須增加一個(gè)控制腳,以切換兩種工作模式下主開(kāi)關(guān)管的定義,實(shí)現方法是交換兩路控制脈沖,用邏輯電路來(lái)實(shí)現,邏輯表達式為:
雙向恒壓控制的驅動(dòng)設計
雙向直流變換電路的工作原理同傳統的Buck及Boost變換器類(lèi)似,當主開(kāi)關(guān)管導通時(shí),續流管關(guān)斷,當主開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí),續流管導通工作。
單向驅動(dòng)脈沖的要求
2 驅動(dòng)電路設計
I為電感電流。所以?xún)晒茯寗?dòng)脈動(dòng)應互補,同時(shí)為了防止共通,發(fā)生短路而燒毀器件,必需設置死區。
結語(yǔ)
最后,需要指出的是,采用數字控制,系統更簡(jiǎn)樸,控制更靈活,抗干擾特性強,系統維護也利便,但考慮到單片機或DSP,數字信號處理器本錢(qián)相對較高,故以上雙向同步整流變換控制的分析設計采用硬件電路實(shí)現。
△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為對應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;
設置電感L是為了按捺電流脈動(dòng),因此其設計依據是電流紋波要求。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),其設計依據是電壓紋波要求,因此兩個(gè)電容的參數設計并不一致。實(shí)驗結果與理論分析吻合。
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