双向DC-DC变换器正向工作状态仿真结果分析

双向型的DC-DC变换器目前正在逐步取代单向型的传统变换器，开始在汽车制造、光伏变电等领域得到广泛应用。本文将会就双向型DC-DC转换器的正向工作状态进行简要的仿真分析，帮助工程师更好的了解该种类型的变换器在正向工作时的特性。

双向DC-DC正向工作状态下电感元件的电压、电流波形

当双向DC-DC处于正向工作状态时，其内部的电感元件所承受的电压、电流仿真波形如图1所示。

图1 双向DC-DC变换器正向工作时电感元件承受电压电流波形

从图1中我们可以看出，在正向工作状态下当DC-DC开关元件导通时，其内部电感承受160V的正向输入电源电压，电感电流以恒定的斜率上升。当开关元件关断时，电感承受输出电压与输入电压的差为150V的反向电压，电感电流以恒定的斜率下降。由于电感电流的变化率与电感两端所承受的电压成正比，因此，仿真试验中电感电流的上升率与下降率相同。

双向DC-DC正向工作状态下IGBT元件的电压、电流波形

在双向型DC-DC变换器处于正向工作状态时，其内部的IGBT元件所承受的电压、电流波形仿真情况如图2所示。

图2 双向DC-DC变换器正向工作时IGBT元件承受电压电流波形

从图2的IGBT元件承受电压电流波形中，我们可以比较清楚的看到在DC-DC处于正向工作状态时IGBT的工作状态。在正向工作状态下，当开关元件导通时，IGBT两端的电压降约为零，电感电流流过IGBT元件，因此，流迫IGBT的电流也以恒定的斜率上升。当开关元件关断时，IGBT两端承受的电压为输出电压，电感电流流过续流二极管，因此流过IGBT的电流为零。

双向DC-DC正向工作状态下变换器的输出电压、输出电流波形

当双向DC-DC处于正向工作状态时，其变换器的输出电压、输出电流仿真模拟波形如图3所示。

图3 双向DC-DC变换器正向工作时变换器输出电压、电流波形

从上图中我们可以看出，当双向型DC-DC处于正向工作状态时，其变换器的输出电压、输出电流波形有以下特点：当开关元件导通时，由输出电容向负载供电。输出电容的电压下降，因此，输出电瓶和输出电流均下降。当开关元件关断时，输入电源和电感共同向负载和输出电容供电，输出电容的电压增加，因此，输出电压和输出电流均上升。由于输出电容的滤波作用，因此，输出电压和输出电流的纹波都比较小。

以上就是本文针对双向型DC-DC变换器正向工作状态下的仿真波形简析，希望能够通过本文的介绍，帮助工程师更加充分的了解双向DC-DC的工作原理。