非反向Buck-Boost变换器的多模式定频双向ZVS控制策略

非反向Buck-Boost变换器在可再生能源发电系统、储能系统等电压变化范围较宽的场合得到广泛应用。传统四边形控制方法,能实现非反向Buck-Boost变换器各开关管的ZVS,但存在如下问题：1）大的电感电流引起的较大的导通损耗;2）各模式之间切换引起的输出电压波动;3）需要离线预先计算,使用多维查找表和线性插值法,无在线检测实时计算的闭环,整体控制复杂。该文提出的多模式定频双向ZVS充放电控制策略,解决了以上3个问题。首先,提出多模式定频ZVS恒压放电控制策略,不需要添加任何额外的有源或无源器件,通过将整个宽输入电压范围分成3个模式,并独立分析每个模式的特点,可增加控制条件以简化计算过程,同时实现各模式的在线实时恒压闭环和通态损耗最小ZVS。无需使用多维查找表和线性插值法,整体控制简单容易实现。其次,提出多模式平滑切换控制策略,可保证在模式切换时各开关管占空比跳变前后,闭环输出始终保持稳定。然后,提出多模式定频ZVS恒流充电控制策略,实现了非反向Buck-Boost变换器的双向ZVS充放电控制。最后,给出各模式区间划分的理论依据和电感参数的计算原理,并搭建500 W的实验样机验证了所提出方案的有效性。