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现在,全球面临的能源危机和环境问题越来越严峻。为了缓解这些问题,新能源发电与分布式储能发电技能受到重点关注。其间,谐振软开关直流改换器凭借其高效、低电磁搅扰(Electromagnetic Interference, EMI)等特征,被广泛应用于电动汽车充放电、新能源发电、分布式家庭储能体系等需求双向功率传递的领域。
因为储能体系中所用的储能电池一般具有大容量、施加电压等级较低、电压波动较大等特点。因而,需求一种具有高电压比的双向DC-DC改换器将低压电池和高压直流母线连接起来。一起,改换器还需求较宽的增益范围调理才能以习惯电池电压的改变。由此可见,高增益而且统筹高效与宽电压范围调理才能的双向直流改换器具有极高的研讨价值和推广应用远景。
现在,传统的DC-DC改换器一般分为非阻隔型和阻隔型两种。因为分布式储能体系需求电气阻隔以保证人身和设备的安全,在此,仅针对阻隔型改换器进行剖析讨论。从现在已有的拓扑来看,双有源桥(Double Active Bridge, DAB)拓扑是最典型的拓扑结构之一,凭借其简略结构和零电压软开关(Zero Voltage Switching, ZVS)特性,已被广泛应用。
但DAB的运转功率稍显缺乏,仍具有很大的进步空间。更严峻的是,当轻载运转时,将会失掉ZVS特性导致功率进一步下降。因而,学者们提出许多新型拓扑和操控方法来进步功率。
有学者采用了一种新的操控方法来进步功率。有学者基于DAB拓扑提出了一种改善型拓扑拓宽了ZVS范围。可是,这些改善的操控策略较为复杂,一起对于功率的进步非常有限,仍无法满足要求部分高效应用领域的需求。
为此,有学者在DAB的基础上,运用多谐振技能提出了LLC改换器,极大地改善了改换器的功率。LLC凭借着优良的ZVS和零电流软开关(Zero Current Switching, ZCS)特性,近年来得到了广泛学者的关注。可是,美中缺乏的是LLC只有当开关频率在其谐振频率附近时,改换器才能获得高功率。
换言之,它的电压调理范围非常窄,其增益才能有限。一起,当LLC作反向作业时,其电压增益特性存在局限性,类似于传统串联谐振改换器(Series Resonant Converter, SRC),不能满足电池电压的要求。
针对增益才能的问题,有学者提出了一种改善的拓扑结构,通过全桥和半桥的切换操控来完成双倍电压增益。可是该拓扑为了掩盖一切的输入电压范围,参数和磁件的规划是非常困难的。一起,有学者提出了一种改善的LLC拓扑,进步了轻载情况下的改换器功率。可是,它的增益调理范围略显缺乏。此外,有学者加入辅助谐振电路,并完成了高功率的增益特性。可是,这些转换器无法完成功率的双向改换。
以LLC拓扑为基础,关于功率双向改换技能的改善型拓扑研讨却非常有限。有学者提出了一种可双向功率改换CLLC改换器,但CLLC改换器的增益调理才能依然不太理想。有学者同样提出了CLTC双向多谐振改换器,得到了较高的功率一起拓宽了增益输出范围。可是,存在散热不佳、参数规划复杂等问题,而且改换器的潜力依然未完全开发,具有进一步的研讨探索空间。综上所述,现有的DC-DC改换器仍面临许多问题需求战胜。