一种中间电容谐振型级联双向DC-DC变换器

摘要：

为满足分布式储能系统中蓄电池组与直流母线互联时对DC-DC变换器的高效率、高功率密度、宽电压调节范围的要求,该文提出一种中间电容谐振型级联双向DC-DC变换器.该级联变换器的低压侧采用改进的谐振型双有源桥(DAB),与传统DAB不同,该结构利用DAB高频变压器漏感与级联拓扑的中间直流母线电容进行谐振,工作频率在2倍谐振频率且在最高效率点运行;高压侧采用传统双向Buck-Boost拓扑,以提升电路的整体电压调节范围.该级联变换器具有中间直流母线电容小、电压调节范围宽、控制复杂度低、效率高、功率密度高的优点.该文首先,分析了变换器的拓扑结构、工作原理和控制策略;其次,推导了关键状态变量和电压增益;然后,建立了变换器的损耗模型,并据此进行谐振参数设计;最后,搭建了一台额定功率7.5kW的样机,其功率密度为1.15W/cm3,满载效率为95.9％,实验验证了该级联变换器高效率、高功率密度和宽电压调节范围的特性.

关键词：双有源桥(DAB)变换器、宽电压调节范围、损耗模型、谐振参数设计

所属期刊栏目：37

分类号：TM46(变压器、变流器及电抗器)

资助基金：山东省自然科学基金项目;中国科学院前沿科学重点研究计划项目;中国科学院战略性先导科技专项;国家重点研发计划

在线出版日期：2023-01-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：5253-5266