燃料电池车用大功率软开关boost变换器

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1、第47卷第6期电力电子技术Vo1．47．No．62013年6月PowerElectronicsJune2013燃料电池车用大功率软开关Boost变换器阎群1,2，余达太1,2，张培昌，张卫冬(1．北京科技大学，自动化学院，北京100083；2．北京科技大学，钢铁流程先进控制教育部重点实验室，北京100083)摘要：燃料电池车是一种新兴的清洁能源汽车，为提高燃料电池车用大功率DC／DC变换器效率、减小其体积和重量，提出了一种新型软开关Boost变换器，详细分析了该变换器的工作原理，研制了20kW实验样机，结果表明该新型软开关Boost变换器结构简单、性能优良，非常适用于燃料电池车、蓄电池电动

2、车及不间断电源(UPS)系统中绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为主功率器件的高电压、大功率应用场合。关键词：变换器；燃料电池车；软开关中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)06—0095—02AHighPowerSoftSwitchingBoostConverterforFuelCellVehicleYANQun一，YuDa—tai，ZHANGPei-chang，ZHANGWei—dong(1．EeofScienceandTechnologyBeijing，Bering100083，China)Abstract：Fuelcellvehiclesareth

3、eemergingcleanenergyvehicle．InordertOimprovetheeficiencyofahigh。powerDC／DCconverterforfuelcellvehiclesandreduceitsbulkandweight，anewsoftswitchingBoostconverterispro—posed．Theoperationprincipleisanalyzedandverifiedbyexperiments．TheexperimentalresultsprovethatthenovelBoostconverterhasasimpleandfeasi

4、blestructurewithgoodperformance，especiallyitissuitableforthehigh-powerapplicationsemployinginsulatedgatebipolartransist0rs(IGBT)，suchasfuelcellvehicles，electricvehiclesanduninter-ruptablepowersupply(UPS)systems．Keywords：converter；fuelcelvehicle；softswitchingFoundationProject：SupportedbyFundamental

5、ResearchFundsfortheCentralUniversities(No．FRF-AS一11-004B)；BeijingKeyDisciplineDevelopmentProgram(No．XK100080537)1引言这里针对大功率IGBT的关断损耗问题提出一种新型软开关Boost变换器。有效减小了主功率燃料电池车动力系统中常需要一个大功率管的关断损耗，实现了辅助功率管的零电压、零电DC／DC变换器将燃料电池与动力驱动系统及能量流开关。且与其他软开关Boost变换器相比，该变存储系统连接以实现功率调节『】1，且该大功率DC／换器电路简单、体积小、重量轻、效率高，可在全负DC变换

6、器升压比一般不大．通常无需隔离。综合载范围内可靠工作，非常适用于燃料电池车。分析现有DC／DC变换器结构，非隔离Boost变换器结构简洁、效率较高、输入电流连续，非常适用于2电容缓冲软开关Boost变换器燃料电池车功率调节【。2．1电路结构但在传统大功率硬开关变换器中，IGBT关断对于采用IGBT的大功率Boost变换器。功率管时存在电流拖尾现象，关断损耗非常严重。传统的关断损耗通常远大于其开通损耗。采用反向恢软开关【4_，】大都应用谐振原理，使功率管中的电流复电流几乎为零的SiC二极管可有效减小功率管(电压)按正弦或准正弦规律变化。当电流自然过开通损耗。电容缓冲软开关主要用来解决Boos

7、t变零或电压为零时，使功率管导通或关断，从而减少换器中主功率管V的关断损耗。在V。关断过程功率管开关损耗。中，电容缓冲电路减缓了V的电压上升率，减小了V关断时的电流拖尾，从而有效减小了V的基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助(FRF—关断损耗。图1为电容缓冲软开关Boost变换器。AS．11．004B)；北京市重点学科共建项目(XK100080537)其中，VD为主二极管，为主升压电感，C。为输定稿日期：2012