双管Buck-Boost(double-switch Buck-Boost,DSBB)变换器适合于作为直流分布式电源系统中的前端接口变换器,它具有良好的适应电源端电压宽范围变化的特点。对于DSBB变换器,目前常用的调制策略主要有同步调制(synchronisation modulation,SM)、交错调制(interleaved modulation)以及组合控制模式。这三种调制方式在电感电流纹波、转换效率以及控制复杂度等方面各有差异,如何获得变换器综合性能的平衡是值得研究的一个问题。

图1双管Buck-Boost变换器
电气工程研究所游江副教授课题组在国际期刊IET Power Electronics(JCR二区,IF=2.839)上发表文章(doi:10.1049/iet-pel.2018.5907),提出一种引入占空比偏置的双管Buck-Boost变换器交错调制方法(IM with duty cycle offset,IMDO),其关键是在上图中的S1管和S2管的调制信号中引入适当的正负偏置量,并根据输入/输出电压变化的范围和功率器件实际应用时的占空比限制条件推导得出了占空比偏置量需要满足的条件。
该方法兼有交错调制和组合控制方式的优点。相对SM,IMDO具有显著降低的电感电流纹波;相对IM,IMDO具有更低的电感电流平均值;并且与SM和IM相比较,由于IMDO方式下其具有更高的功率直接传输比,因而有助于获得更高的变换效率。而相对组合控制方式,在IMDO下,可获得统一的小信号控制模型用于控制系统的设计,有效避免在不同工作条件下的控制模式切换问题。





(a)输入电压为60V

(b)输入电压为150V
图4 不同调制方式下的变换器效率比较
论文链接:
https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8719040