續(xù)流二極管雙向恒壓控制
信息來源：本站 日期：2017-05-05
在需要單向升降壓且能量可以雙向活動的場合，很有應(yīng)用價值，如應(yīng)用于混合動力電動汽車時，輔以三相可控全橋電路，可以實現(xiàn)蓄電池的充放電。采用一般的二極管續(xù)流，其導(dǎo)通電阻較大，應(yīng)用在大電流場合時，損耗很大。
用導(dǎo)通電阻非常小的MOS管代替二極管，可以解決損耗題目，但同時對驅(qū)動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，主要應(yīng)用于低壓大電流領(lǐng)域，其目的是為了解決續(xù)流管的導(dǎo)通損耗題目。此外，對Buck電路應(yīng)用同步整流技術(shù)，用MOS管驅(qū)動電路代替二極管后，電路從拓撲上整合了Buck和Boost兩種變換器，為實現(xiàn)雙向DC／DC變換提供了可能。
根據(jù)下面的分析，給出了雙向恒壓控制的控制驅(qū)動脈沖實現(xiàn)電路。當(dāng)電路工作于反向Boost升壓電路時，SR作為主開關(guān)管，當(dāng)SR導(dǎo)通時，Sw關(guān)斷，電感L儲能；當(dāng)SR關(guān)斷時，Sw導(dǎo)通續(xù)流，電感L釋能給輸出負載供電。
2 參數(shù)設(shè)計
雙向同步整流電路拓撲如圖1所示。詳細算式如下。當(dāng)電路工作于正向Buck時，Sw作為主開關(guān)管，當(dāng)Sw導(dǎo)通時，Sw關(guān)斷，電感L儲能；當(dāng)Sw關(guān)斷時，SR導(dǎo)通續(xù)流，電感L釋能給輸出負載供電。
當(dāng)，電路工作在正向Buck模式；相反，當(dāng)K=0時，，SR=DB，電路工作在反向Boost模式。
電路拓撲
當(dāng)采用恒壓型控制時，Buck和Boost電路各自的被控電壓隨主開關(guān)管的占空比D的變換邏輯恰好相反，因此，為了實現(xiàn)雙向直流變換，還須增加一個控制腳，以切換兩種工作模式下主開關(guān)管的定義，實現(xiàn)方法是交換兩路控制脈沖，用邏輯電路來實現(xiàn)，邏輯表達式為：
雙向恒壓控制的驅(qū)動設(shè)計
雙向直流變換電路的工作原理同傳統(tǒng)的Buck及Boost變換器類似，當(dāng)主開關(guān)管導(dǎo)通時，續(xù)流管關(guān)斷，當(dāng)主開關(guān)管關(guān)斷時，續(xù)流管導(dǎo)通工作。
單向驅(qū)動脈沖的要求
2 驅(qū)動電路設(shè)計
I為電感電流。所以兩管驅(qū)動脈動應(yīng)互補，同時為了防止共通，發(fā)生短路而燒毀器件，必需設(shè)置死區(qū)。
結(jié)語
最后，需要指出的是，采用數(shù)字控制，系統(tǒng)更簡樸，控制更靈活，抗干擾特性強，系統(tǒng)維護也利便，但考慮到單片機或DSP，數(shù)字信號處理器本錢相對較高，故以上雙向同步整流變換控制的分析設(shè)計采用硬件電路實現(xiàn)。
△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(yīng)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(shè)置電感L是為了按捺電流脈動，因此其設(shè)計依據(jù)是電流紋波要求。電容C1主要是為了在Boost電路Sw關(guān)斷時，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，其設(shè)計依據(jù)是電壓紋波要求，因此兩個電容的參數(shù)設(shè)計并不一致。實驗結(jié)果與理論分析吻合。
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