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2 仿真分析

　　在MATLAB/Simulink环境下搭建仿真模型，设定直流输入电压Ui=1000V，输出电流I=500A，输出电压U₀=400~950V，每个开关管的频率f=2.5kHz，电容C₁=280μF，C₂=4700μF，电感L₁~L₆=2mH，六个变换器的开关管驱动信号在时间上分别相差1/6个开关周期，六相交错并联DC/DC变换器的等效开关频率将是单相变换器开关频率的6倍，纹波电压为ΔU₀，纹波电流为ΔI₀。

　　图7给出了输出电压Uo分别为400 V、500 V、600 V时的纹波电压，可以看出，三种情况下的纹波电压最大值和最小值之差不超过0.5 V，说明所述六重交错并联变换器方案的输出电压非常平稳。

　　图8给出了每相变换器的电感电流。可以看出六个电流波形形状几乎相同，平均值均为500A，只是相位分别相差1/6个开关周期。根据图8波形，不难算出流过每个电感的输出电流的最大纹波值：

(6)

　　可见，单相时的电流波动情况比较大。

　　采用六重交错并联技术对DC/DC变换器进行的电流波形仿真结果如图9所示，输出电流设定值为500A，上方波形图为单相变换器的电感电流，与图8中波形完全一样，示波器中只显示其中一相电流，其最大电流纹波值为ΔI=66A，下方波形图为总的输出电流，大小为流过6个电感电流的总和，从图中可以计算出其最大电流纹波值为：

(7)

　　明显小于单相变换器的电流纹波值，证明了交错并联技术在减小电流纹波时的实用性。

　　这是由于每相电感电流之间都存在着一定的相位差，在保证输出目标电压的情况下，当叠加到总的电感电流时，交错运行的并联各模块的输出电流纹波幅值互相抵消，总的电流波动就会变小，最大电流纹波减小，而且输出总电流的纹波的频率是每相电感电流纹波的频率的6倍，从而当满足设备要求时，可以适当的降低每个开关管的开关频率，提高变换器的效率。

3 实验分析

　　对所述方案做实验验证。搭建试验平台，输入直流母线电压为901V，输出电压给定值为400V，负载电流100A，实验结果如图10、11所示，稳态波动都很小。

　　与仿真结果相比，实验电压纹波稍大，电流纹波较小，都在误差允许的范围内，证明了六重交错并联对减小DC/DC变换器纹波值，提高电压和电流精度的实用性。

4 结论

　　本文分析了六重交错并联技术在DC/DC变换器纹波抑制中所起的作用，可以获得更大的输出电流，降低输出电压和电流的纹波。通过控制六个变换器的开关管的驱动信号，使其在时间上各自相差1/6开关周期，流过每个电感的电流都存在一定的相位差，当叠加到总的输出电流时，交错运行的并联各模块的输出电流纹波幅值互相抵消，使总电流波动减小，电流纹波变小，提高了电压和电流精度。用交错并联技术大大减小了流过每个电感的电流，降低了开关损耗，电感和电容的取值也减小，功率密度变大。最后通过MATLAB仿真得到的波形及实验波形分析验证了结论的正确性。

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　　本文来源于威廉希尔 官网app 2017年第4期第66页，欢迎您写论文时引用，并注明出处。

关键词： 双向DC/DC变换器 六重交错并联 纹波 201704