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双向DC-DC变换器广泛地应用于新能源发电系统,航空电源,电动汽车电池管理系统等领域。它在功能上相当于两个单向的变换器,有效地减少变换器所占用的体积和重量,具有重要的研究意义和实用价值。双向DC-DC变换器分为非隔离型和隔离型。非隔离型双向DC-DC变换器结构简单,易于实现,但无法实现电气隔离。相比与非隔离型变换器,隔离型双向变换器可以有效地减少输入输出之间的干扰,使供电系统工作更加稳定。论文提出了一种新型的隔离型双向DC-DC变换器,通过调节占空比和变压器匝比,能够获得较高的电压变比。本文的主要工作包括:(1)提出了一种新型的隔离型双向DC-DC变换器,变换器通过两个电容和高频变压器进行能量的传输,实现了部分开关管的零电压导通,减小了开关管的损耗。通过电容回收了变压器漏感能量,提高了变换器转换效率。通过调节占空比和变压器匝比,可以实现较高的电压变比。分析了变换器在降压模式和升压模式下的工作原理、开关工作时序和关键电流的波形,得到了各个阶段的稳态方程,推导了变换器的电压变比,器件的电压应力和边界条件。(2)在两种工作模式下,根据四个开关管的状态,将电路分为两个状态,分别推导出两个状态的稳态方程。通过将两个稳态方程在一个开关周期内的平均,得到其状态空间平均方程。利用小信号建模法,得到变换器的输入-输出传递函数和占空比-输出传递函数。(3)推导了变换器两种模式下的闭环系统的开环传递函数。根据频域法,分析了变换器的开环传递函数的稳定性。针对变换器的频率特性,设计了无源超前校正网络,增大了变换器的相角裕量,提高了变换器的稳定性。综上所述,论文提出了一种新型高增益隔离型双向DC-DC变换器,分析了电路工作原理。利用状态空间平均法得到系统的传递函数,基于系统开环传递函数设计了无源超前补偿网络,改善了系统的稳定性。设计了20W的样机,详细介绍了关键器件的设计过程。实验结果验证了变换器设计的正确性。在降压和升压模式下,样机效率分别达到92%和90%。通过仿真,验证了变换器加入补偿器后具有较好的抗干扰能力。