双向半桥电路是一种非隔离的双向DC/DC电路，广泛应用于高压母线低压电池的充放电。从电流流向上来说这种电路可以看成是BUCK电路与BOOST电路的组合电路。
[摘 要]分析了双向半桥电路的工作特性，根据充放电电路的需要建立连续电流模式下的小信号模型，分析电流内环的传递函数。并使用matlab判断系统稳定性及确定PI参数。
[关键词]工程师论文范文,双向半桥电路,小信号模型,电流模式控制
引言
1.电路分析及参数设计
预期参数为：电池电压U1=48V;母线电压U2=480V;输出电压纹波ΔU2 =0.5%U2;电感电流IL=20.8A;输出电流IBUS=2.08A;输出电流纹波ΔIBUS=20%IBUS;开关频率=20kHz;
双向非隔离半桥型DC/DC变换器由两支IGBT，两支电容器以及一个电感组成。规定U1为蓄电池端，U2为母线端。放电时能量从电池端流向母线端，电容C1、储能电感L、开关管G1内置的二极管D2及滤波电容C2组成Boost电路。控制方法为驱动一支IGBT时，利用互补的驱动波形去驱动另一只 IGBT。
2.升压放电控制方式的设计
升压放电电路采用双闭环控制方式，以控制器输出电压作为反馈信号进行闭环控制。给定输出电压Vref与实际输出电压比较得到误差，经过PI调节器得到电流环给定电流Iref。给定电流Iref与实际控制器输出电流比较得到电流误差，经过 PI调节器送给PWM波控制器产生驱动波形。驱动波形经过隔离驱动控制IGBT开通与关断，进行DC/DC升压变换，实时的改变占空比来调节控制器输出电流进而控制输出电压达到目标电压。
对于这种双环控制的电路先设计以电感电流瞬时值控制的电流内环，再设计以电压平均值控制的电压外环。设计电流内环需要求出电路的小信号模型，具体实现方法如下：首先根据平均开关模型，变换器的开关网络可以使用受控源替代：
受控压源以及受控电流源的开关周期平均值为：
运行该程序会出现根轨迹图和开环的bode图，将根轨迹图关闭后会发现系统是一个不稳定的系统，需要引入补偿网络来实现串联校正。常规的补偿网络是通过 PI调节电路的传递函数确定。本文中控制是基于DSP的方式进行，使用PI调节可以实现对阶跃输入信号的无静差控制。只需要求出kp、ki值即可。
在sisotool中幅频曲线中零点附近添加极点，在谐振峰右侧添加零点，将极点归零并将幅频曲线上移，使幅频曲线的过零点在谐振峰右侧。调整零点位置使幅频曲线近似为图中所示，通过设置将S域转换为Z域，采样时间为2.5e-5s。
得出
参考文献
[1] 徐德鸿.电力电子系统建模及控制.北京.机械工业出版社.
[2] 王兆安、黄俊.电力电子技术，北京.机械工业出版社.
