DCDC变换器模型

一、简介

双有源桥(DAB)是一种包含两个有源桥(分别称为输入桥和输出桥)的电力电子拓扑,即每个桥臂上都使用了开关管,如MOSFET或IGBT。两个桥臂之间通过变压器进行隔离和电压转换。变压器的主绕组连接到输入桥,副绕组连接到输出桥,从而实现电气隔离和电压转换。它通常用于高效率的DC-DC变换器,并且特别适合高频变换和高电压隔离的需求。DAB拓扑通过两个电力桥的交替控制和能量交换,可以有效实现双向功率传输和高效率的电压转换。

二、工作原理

DAB 的核心思想是通过控制两个桥臂之间的开关相位差,从而实现能量的传输。相位差越大,电流传输的效率越高。输入桥的开关会产生高频交流电流,这个电流经过变压器后,会被输出桥的开关接收并转变为直流电输出。变压器中的磁通变化可以在输入和输出之间传输能量。DAB拓扑能够支持双向能量传输,也就是说,不仅可以从输入电源到输出负载提供能量,也可以反向从负载回馈到电源。这使得DAB非常适合电动汽车电池充电、V2G等应用。

三、系统拓扑

DCDC变换器拓扑结构如下:
拓扑结构.png

四、模型说明

4.1 开发环境:MWORKS.Sysplorer 2024b

4.2 开发依赖:TYElectrical、Modelica

4.3 模型参数:

参数类别 参数名称 默认值 单位 参数描述
基本参数 f 50000 Hz 开关频率
基本参数 L 0.00001 H 漏感
基本参数 n 1.875 / 变压器原副边变比
基本参数 Ui 750 V 原边额定电压
基本参数 Uo 400 V 副边额定电压
基本参数 MOSFETType idealMOSFET / DAB开关器件选择

4.4 模型接口:

接口 变量 范围/单位 数据维度 数据类型 描述
Vdc Vdc V [1] real DAB输入端口电压
UO_ref Uo_ref V [1] real DAB输出端口参考电压
I_ref Io_ref A [1] real DAB输出端口参考电流
U_bat Vo V [1] real 电动汽车充电电压
I_bat Io A [1] real 电动汽车充电电流

五、使用说明

DAB通过控制相位移调制来控制电压/电流,进而控制功率传输,包括单移相调制SPS、双移相调制DPS、扩展相移调制EPS、三相移调制策略;得到的相位移信号经过驱动电路生成g1-g8开关信号。

下载仓库sysplorer_model_all后解压,用MWORKS.Sysplorer 2024b依次打开文件夹sysplorer_model_all下的Basic_Algorithm、Charging_Pile_System、sub_model、intergtated_model中的任意文件,完成导入,工作区如下图所示:
目录结构(1).png
模型位于sub_model/DCDC_source.mo,该模型不可单独编译运行,构建充电桩系统时可参考——直流单枪充电桩模型、直流双枪充电桩模型等。

六、版本说明

V0.0.1,2025-08-21

  • 初始版本

七、使用许可

本模型库版权由GHCK版权所有,未经许可,不得用于商业用途。