双向DC—DC变换器的设计作者：闫方爱来源：《科技视界》2014年第12期 【摘 要】本文首先简单概述了双向DC-DC变换器的基本概念；然后从双向DC-DC变换器基本变换单元入手，详细分析了双向DC-DC变换器的基本工作原理，并利用其基本工作原理进行了电路设计，包括主电路拓扑设计、开关器件选择、高频变压器设计以及相关参数的计算及校正；最后，利用仿真软件对设计的电路进行了仿真验证。
【关键词】双向DC-DC变换器；高频变压器；升降压电路
0 引言
在一个系统中的直流电源（或直流源性负载）间需要双向能量流动的场合都需要双向DC-DC变换器，可以大幅度减轻系统的体积重量及成本[1]。因此直流电机驱动系统、不停电电源系统、航空航天电源系统、太阳能（风能）发电系统、能量储存系统（如超导储能）、电动汽车系统等系统中都有其适用场合。设计出更高功率密度、更高转换效率、更低成本、 更高性能的DC-DC转换器一直是电源工程师追求的目标，也是高端电子产品快速发展和更高性能要求的需要[2-4]。
1 双向DC-DC变换器的原理
双向DC-DC变换器是指在保持变换器两端的直流电压极性不变的情况下，能够根据需要调节能量双向传输的直流到直流变换器，如图1所示：双向DC-DC变换器置于V1和V2之间，控制其间的能量传输，I1和I2分别是V1和V2的平均输入电流。根据实际应用的需要，可以通过双向DC-DC变换器的变换控制，使能量从V1传输到V2，称为正向工作模式（Forward mode），此时I1为负，而I2为正；或使能量从V2传输到V1，称为反向工作模式 （Backward mode），此时I1为正，而I2为负。
图1 双向DC-DC变换器功能框图
与传统的采用两套单向DC-DC变换器来达到能量双向传输的方案相比，双向DC-DC变换器用同一个变换器来控制能量的双向传输，使用的总体器件数目小，且可以更加快速的进行两个方向功率变换的切换。再者，在低压大电流场合，一般双向DC-DC变换器更有
可能在现成的电路上使用同步整流器工作方式，有利于降低通态损耗。总之，双向DC-DC变换器具有高效率、体积小、动态性能好和低成本等优势[5-7]。
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