引言
传统的双向单相DC-DC变换器作为储能装置、分布式发电系统和直流微电网中不可缺少的接口电路，因其结构简单、成本低、无变压器损耗而得到广泛应用，但传统的双向DC-DC在实际应用中，变换器仍有许多问题需要解决。如应力问题、系统效率、开关损耗、系统动态性能提高等。相比双向单相DC-DC发展了交错并联技术在双向直流变换器中的应用。由于其体积小、功率等级高、功率密度高、输出电流纹波小、能质量高，广泛应用于直流大功率场合。
拓扑结构和数学模型
如图1所示，变换器的拓扑结构图VT1—VT6为IGBT，L1—L三是三臂上的储能电感。R负载电阻，C母线电容。由于三相交错并联DC-DC变换器和双向DC-DC 变换器的工作原理基本相同，因此其数学模型可以等效为单向双向 DC/DC 并获得了变换器的数学模型。基于线性自抗扰的超级电容储能变换器控制文献可参考其数学模型 》——刘科君(控制工程)的工作原理可参考文献《交错并联双向》DC-DC变换器均流技术研究-付明朝(重庆理工大学硕士论文)。
图1双向三相DC-DC变换器拓扑结构图
模拟效果分析
利用simulink模拟软件验证和分析变换器的效果。模拟模型如图2所示。电源侧为电池，负载端为可变负载。扰动变为负载切割。采用双闭环控制策略PI控制。考虑到变换器的均流控制，各变换器共用电压外环控制器，传统电流内环 PI 通过对总电感电流的直接控制 PWM 驱动信号的直接移相来实现移相驱动，但由于实际存在的器件和线路分布差异，使得三桥臂间电感电流未被均分，开关器件应力不均，输出电流波纹系数较大，这里通过电压外环控制的输出乘以 1/3 得到电流内环控制的给定值，将内环给定信号分别与三桥臂电感电流反馈信号的差值作为各桥臂 PI 使用控制器输入信号 PWM 调制后，各桥臂开关管的载波信号依次滞后 T/3使三桥臂开关管的导通时间相同，三相电感电流相同，相位相差 2π/3，实现双向三相交错并联DC-DC控制变换器。 (参考文献1) 图2 系统模拟模型
系统扰动主要考虑直流母线电压的波动和负载波动对直流母线电压的影响。如图3所示。 图3 直流母线电压波形
图4、5给出了电感单相电流曲线和三相交错并联后的电流曲线图，电流纹波较小。 图4 电流变化图 图5 电流纹波图 图6 电池荷电状态的变化
仿真模型：https://download.csdn.net/download/qq_46895281/85761322