双极直流微电网的端口极间电压自均衡变流器

三峡大学这篇PPT,名字叫《面向双极直流微电网的端口极间电压自均衡变流器》,整整28页呢。 咱们先聊聊研究背景。现在可再生能源越来越多,直流负载也像个无底洞似的猛增,双极直流微电网虽然挺稳当、挺安全,但总被母线极间电压不平衡这个大问题卡住了脖子。 以前那些老法子要不就是控制太麻烦,要不就是成本老高,反正都不咋好用。现有的自均衡拓扑倒是想帮忙,但它们还得靠电感来撑场面,这就会被开关占空比、负载情况这些因素牵着鼻子走。 这次研究干脆把电感换成了电容,搞了个“电压源端口间接并联”的新花样,一举突破了传统的限制。有了这个新思路,咱们就可以把非隔离型和隔离型的极间电压自均衡变流器都给搭出来。 先说说非隔离型这边。咱们把SEPIC、Cuk、Zeta这些基本的DC/DC变换器往一块儿凑,就变出了SEPIC-Cuk、Zeta-Buck-boost这样的拓扑家族。公式一算,开关频率越高、电容越大,均衡效果就越好。做实验发现,最大不平衡功率的时候电压偏差也就0.348%,这效果相当不错。 再来看隔离型拓扑。这就有点意思了,咱们把隔离型DC/DC变流器拆开,设计了一个BVM双极性整流结构。这个结构能和HB、FB、LLC谐振这些前级逆变电路无缝对接,弄出一大套拓展型拓扑。它模块化程度高、增益大,还能把器件上的电压压力给降下来,同时还不影响前级电路的控制方式。 实验结果也挺让人惊喜的。开环状态下空载到满载最极端的时候偏差才0.63%,额定1kW功率时效率高达97.31%,最高效率甚至能冲到97.38%。不过损耗主要还是吃在变压器和二极管上了。 最后可以确定,不管是哪种拓扑都不需要额外的电压平衡控制就能自己搞定极间电压自均衡。而且结构简单、扩展性强、器件受力小,在双极直流微电网里绝对是个值得信任的好帮手。这下总算给相关的电压平衡器设计提供了新思路和新方法。