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电力电子的双向DC-AC变流技术是微网,电动车与电网互动(V2G),轨道机车制动能量再生利用等研究领域最关键的一个环节。本文提出双Buck型逆变器解决桥式双向DC-AC电路结构存在桥臂直通隐患、死区设计、体二极管续流的问题,实现高效、高可靠性的双向DC-AC变流器。1)结合双向DC-AC变换器运用背景,分析典型的拓扑结构,论述传统桥式电路存在体二极管续流损耗大、死区设计可靠性低的不足。综述双Buck逆变器研究现状,分析其具备无桥臂直通、无死区时间设计、无体二极管续流的优点。2)对双Buck逆变器进行理论及实验分析,知其存在输入母线电压高、双极性调制波形质量差等不足;分析一种无这些不足的双开关型双Buck逆变器并将其运用到双向变流中,给出仿真结果、建立其电路共模电流模型,得出这种结构无桥臂直通和死区设计,但存在共模电流大、体二极管续流的问题。为此,本文对这种双开关型的电路结构进行改进,通过增加两支独立续流二极管替代体二极管使共模电流被短接,解决体二极管续流和共模干扰问题,提出双管双Buck双向DC-AC变换器。3)给出双管双Buck双向变换电路的整流、逆变工作原理分析并提出相应的控制策略。逆变时采用预测电流控制消除电网电压扰动、提高逆变环节的动态响应速度、增强电流跟踪参考的能力。建立整流功率因数校正(PFC)时的小信号模型和共模电流模型,分别用于电压外环的稳定性设计和共模电流分析;整流时电流环同样采用预测电流控制实现PFC和直流稳压。4)对主功率电路的参数进行分析,给出相应的设计过程、器件选型方法和损耗分析计算。通过TMS320F28069 DSP实现双向变流器的数字化控制,增加旁路辅助电路的参考设计,进而完成样机整体系统的搭建。最后通过PSIM仿真软件搭建双管双Buck双向变换仿真平台,通过Altium Designer PCB软件设计原理样机,分别完成双向变换的仿真与实验。仿真及实验结果论证了所提出理论分析及设计方法的可行性。