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双向直流变换器

2023-06-23 来源:意榕旅游网
设计题目1:电流双向DC-DC变换器设计

设计要求和技术指标:

主电路结构形式自定;

整机额定功率:2kW;

输入端为直流蓄电池组,不用考虑容量;

输出端负载为一能量(电流)双向的有源负载,如电动汽车的驱动电机,或者为电能质量控制补偿装置;

要求变换器输出端电压保持恒定为+100V,输入端蓄电池组电压可在+60V上下可允许范围内波动;以满足电动汽车的电动和制动两种状态,或满足电网与蓄电池之间的双向能量交换。

一、设计方案:

采用双向半桥逆变器电路,有两种工作模式,分别是

S1闭合时,S2截止,电路工作在Boost电路模式,电流正向流动;

S2闭合时,S1截止,电路工作在Buck电路模式,电流反向流动。

两个功率开关器件需保证一个开关完全关断后,另一个才能开通。

主电路如下图所示:

参数设计:

在双向半桥变换器中元器件承受的电压能力,IGBT承受的电压额定值为V0,二极管承受电压的额定值为V0,

1、开关器件的开关频率的选择

IGBT的工作频率是由控制电路的频率决定的。

控制电路的频率应该小于IGBT允许的最高工作频率。

一般IGBT的开关频率最大值是20KHZ。

故选取开关频率为20KHZ。

2、电感的选取

电感量的计算公式:

UiDLfswI取纹波电流为2A,所以电感为L=0.75mH

3、电容的选取

电容的计算公式:

U0ToffC8LfswU0输出的纹波电压纹波应小于5%。

C=666.67uF

4、功率开关器件的选择

功率开关器件的电压额定值:为保护功率开关器件,其额定值应该是所承受电压的两倍,设计中变换器输出为100VDC,所以选择200VDC。

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