超級電容放電模式的工作波形如圖6所示。推挽電路開關（S5、S6）的導通時間有部分重疊。超級電容放電電流Isc就是由重疊時間間隔來控制。在該間隔中，Isc將電能存儲于電感LDC中，此后，電流流向蓄電池側，這意味著放電占空比Ddischarge應該大于0.5。在放電模式中，全橋電路相當于一個二極管整流器。
(4)
圖6放電模式工作波形
2.3電路設計
首先，超級電容的儲能率被限制在最大容量的75%，該比率所對應的電容最低電壓為電容最高電壓Vc_max的一半。這樣，高頻變壓器的匝數比NT可由下式確定：
（5）
本系統使用的超級電容單元為PSLF-1350，四個串聯單元的詳細說明見表1，雙向DC-DC變換器的整體設計說明和電路參數見表2。
表1超級電容規格參數
電容量 | |
最大電壓 | 10.8V |
連續充放電電流 | |
最大ESR | 1.5mΩ |
能量密度 | 6.5Wh/kg |
功率密度（單體電容器） | 5.5kW/kg |
表2電路參數
項目 | 符號 | 數值 |
直流母線電壓 | Vb | 50V |
電感 | Ldc | 60μH |
開關頻率 | FS | 60kHz |
線圈匝數比 | NP:Ns:Ns | 5︰1︰1 |
附加無損耗緩沖電容 | Crx | 4.7nF |
MOSFET導通電阻（英飛凌，BUZ341） | 35mΩ |
3性能分析
3.1PWM控制下的穩態測試結果
為驗證雙向DC-DC變換器的穩態性能，建立了實驗室模型進行測試。全橋中的開關器件采用三菱的溝槽柵型IGBTCM100DUS-12F，推挽電路中的功率器件采用英飛凌的并聯MOSFETBUZ341。
圖7顯示了超級電容充電模式下全橋不帶同步整流器和無損耗緩沖電容情況下的工作波形，開關器件處于硬開關條件下。超級電容充電電流Isc受到全橋側的較好調節。整流二極管D5和D6中的恢復電流浪涌造成超級電容電壓Vc中的電壓尖峰，這些尖峰可以通過增加同步整流器進行削減。
圖7不帶同步整流的超級電容充電模式下的工作波形（不帶無損緩沖電容器的PWM控制）
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