变换器的工作原理

人们所熟知的DC/DC变换器多数是单向工作的。在一些需要能量双向流动的场合，若仍使用单向DC/DC变换器，虽然可以将两个单向的DC/DC变换器反向并联，但这样总体电路会变得复杂。实际上完全可以将这两个变换器的功能用一个变换器来实现，即双向DC/DC变换器[90]。

图4−13所示为动力电池系统所使用的Buck−Boost型升降压双向变换器的电路简图。如图4−13所示，通过控制开关管V1的通断，可使得DC/DC变换器工作在升压（Boost）模式，能量从电池系统传送到直流母线上，即电池处于放电状态。当V1为ON（开）时，能量从电池系统流出，存入电感L1中。当V1为OFF（关）时，存在L1中的能量通过D2传送到电容C中，然后进入直流母线。电感L2可以使进入直流母线的电流脉动减小。此时，DC/DC变换器的

图4−13 Buck−Boost型升降压双向变换器的电路简图[1]

通过控制开关管V2的通断，可使DC/DC变换器工作在降压（Buck）模式，来自直流母线的能量通过DC/DC变换器充入电池系统，电池处于充电状态。当V2为ON时，能量从直流母线端（来自于燃料电池系统输入或制动回馈或二者兼之）流入电池系统，电感L1存储其中的部分能量。当V2为OFF时，存储在L1中的能量流入电池系统。此时，DC/DC变换器的输入端电压为直流母线电压Ubus ，输出端电压为电池系统电压Uebp ，两者的电压关系如下：

式中，占空比n2=t2/T2，2t为V2导通时间， 2T为开关动作周期。

U ebp U=n2 bus 　 （4.53）

通过以上分析可知，电池系统通过双向DC/DC变换器与直流母线相连接，通过控制双向DC/DC变换器的工作模式和占空比，可以实现对电池系统的充放电控制。在放电状态下，DC/DC 变换器工作在升压（Boost）模式，充电状态下则工作在降压（Buck）模式。