雙向半橋電路是一種非隔離的雙向DC/DC電路，廣泛應用于高壓母線低壓電池的充放電。從電流流向上來說這種電路可以看成是BUCK電路與BOOST電路的組合電路。

　　[摘 要]分析了雙向半橋電路的工作特性，根據充放電電路的需要建立連續電流模式下的小信號模型，分析電流內環的傳遞函數。并使用matlab判斷系統穩定性及確定PI參數。

　　[關鍵詞]工程師論文范文,雙向半橋電路,小信號模型,電流模式控制

　　引言

　　1.電路分析及參數設計

　　預期參數為：電池電壓U1=48V;母線電壓U2=480V;輸出電壓紋波ΔU2 =0.5%U2;電感電流IL=20.8A;輸出電流IBUS=2.08A;輸出電流紋波ΔIBUS=20%IBUS;開關頻率=20kHz;

　　雙向非隔離半橋型DC/DC變換器由兩支IGBT，兩支電容器以及一個電感組成。規定U1為蓄電池端，U2為母線端。放電時能量從電池端流向母線端，電容C1、儲能電感L、開關管G1內置的二極管D2及濾波電容C2組成Boost電路。控制方法為驅動一支IGBT時，利用互補的驅動波形去驅動另一只 IGBT。

　　2.升壓放電控制方式的設計

　　升壓放電電路采用雙閉環控制方式，以控制器輸出電壓作為反饋信號進行閉環控制。給定輸出電壓Vref與實際輸出電壓比較得到誤差，經過PI調節器得到電流環給定電流Iref。給定電流Iref與實際控制器輸出電流比較得到電流誤差，經過 PI調節器送給PWM波控制器產生驅動波形。驅動波形經過隔離驅動控制IGBT開通與關斷，進行DC/DC升壓變換，實時的改變占空比來調節控制器輸出電流進而控制輸出電壓達到目標電壓。

　　對于這種雙環控制的電路先設計以電感電流瞬時值控制的電流內環，再設計以電壓平均值控制的電壓外環。設計電流內環需要求出電路的小信號模型，具體實現方法如下：首先根據平均開關模型，變換器的開關網絡可以使用受控源替代：

　　受控壓源以及受控電流源的開關周期平均值為：

　　運行該程序會出現根軌跡圖和開環的bode圖，將根軌跡圖關閉后會發現系統是一個不穩定的系統，需要引入補償網絡來實現串聯校正。常規的補償網絡是通過 PI調節電路的傳遞函數確定。本文中控制是基于DSP的方式進行，使用PI調節可以實現對階躍輸入信號的無靜差控制。只需要求出kp、ki值即可。

　　在sisotool中幅頻曲線中零點附近添加極點，在諧振峰右側添加零點，將極點歸零并將幅頻曲線上移，使幅頻曲線的過零點在諧振峰右側。調整零點位置使幅頻曲線近似為圖中所示，通過設置將S域轉換為Z域，采樣時間為2.5e-5s。

　　得出

　　參考文獻

　　[1] 徐德鴻.電力電子系統建模及控制.北京.機械工業出版社.

　　[2] 王兆安、黃俊.電力電子技術，北京.機械工業出版社.