双有源桥(DAB) DC-DC 变换器是一种常用的电力转换器,其具有高效率和高功率密度的特点。在实
际应用中,DAB 变换器的负载电流前馈控制技术被广泛应用于提高其动态性能和稳定性。本文将以单
移相(Single-phase Phase Shifted)的 SPS 控制为例,介绍 DAB 变换器负载电流前馈控制的
原理和优势。
传统的 DAB 变换器控制方法采用电压闭环控制,在负载变化时,电压闭环控制不能迅速响应负载的变
化,导致调节时间长、超调大的问题。为了解决这一问题,负载电流前馈控制技术被引入到 DAB 变换
器中。负载电流前馈控制技术通过实时监测负载电流,根据负载电流的变化来调节控制信号,可以提
高 DAB 变换器的动态性能。
负载电流前馈控制的原理是在主控制回路中引入一个负载电流传感器,实时测量负载电流。通过采集
到的负载电流信号,根据控制算法计算出相应的前馈控制信号,并通过控制器输出到 DAB 变换器的控
制端口。这样,在负载变化时,控制器能够根据负载电流的变化实时调整控制信号,使 DAB 变换器能
够迅速响应负载的变化,从而改善其动态性能。
相比传统的电压闭环控制,负载电流前馈控制具有以下优势:
1. 改善动态性能:负载电流前馈控制能够在负载变化时迅速响应,缩短调节时间,降低超调。这是
因为负载电流前馈控制根据负载电流的变化实时调整控制信号,使 DAB 变换器能够更快地达到
稳定工作状态。
2. 提高稳定性:负载电流前馈控制能够减小负载电流的扰动对 DAB 变换器的影响,提高其稳定性
。通过实时测量负载电流,并根据负载电流的变化调整控制信号,可以有效抑制负载电流的波动
,保持 DAB 变换器的稳定工作。
3. 降低能耗:负载电流前馈控制可以优化 DAB 变换器的功率分配,减小功率损耗。通过实时监测
负载电流,控制器可以根据负载电流的大小调整功率输出,使功率分配更加合理,从而降低能耗
。
为了验证负载电流前馈控制的效果,本文使用了多种仿真环境,如 Matlab、Simulink、PLECS 等
。通过对 DAB 变换器在电压闭环控制和负载电流前馈控制下的性能进行对比分析,发现负载电流前馈
控制能够显著改善 DAB 变换器的动态性能和稳定性。在相同的 pi 参数设定下,负载电流前馈控制能
够减小调节时间,降低超调,提高 DAB 变换器的性能。
综上所述,负载电流前馈控制技术在 DAB 变换器中具有重要的应用价值。通过引入负载电流传感器和
控制算法,负载电流前馈控制可以改善 DAB 变换器的动态性能和稳定性,缩短调节时间,降低超调,
提高功率转换的效率。在实际应用中,可以根据具体的需求选择合适的仿真环境,并进行相关实验和
验证,以进一步优化负载电流前馈控制技术的性能和稳定性。