【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】隨著直流微電網(wǎng)對功率等級提升和損耗降低的需求不斷增強，系統(tǒng)母線電壓已逐步升至800V以上。由于儲能系統(tǒng)中常用電池組的電壓多為400V等級，對并網(wǎng)雙向變換器提出了更高的升壓比要求。因此目前廣泛采用輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)(IPOS)結(jié)構(gòu)的多模塊雙有源橋(DAB)變換器，但傳統(tǒng)調(diào)制方式在寬電壓范圍內(nèi)易導(dǎo)致環(huán)流增大和零電壓開關(guān)(ZVS)范圍縮小，影響效率。
 

　　為提升IPOS-DAB在寬電壓范圍內(nèi)的效率，上海科技大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院智慧電氣科學(xué)中心王浩宇團隊在基于可調(diào)制耦合電感的IPOS-DAB拓撲基礎(chǔ)上，提出一種新型混合調(diào)制方案，并搭建了一臺100 kHz 2 kW的樣機進行概念驗證。該方案結(jié)合非對稱脈寬與相移調(diào)制，并引入隔直電容，使原副邊電壓近似匹配，在200–400V輸入、800V輸出條件下顯著優(yōu)化環(huán)流并擴展ZVS范圍，實現(xiàn)雙向功率傳輸峰值效率98.3%，20%–100%負載效率不低于96%。
 

圖1：800V直流微電網(wǎng)示意圖
 

圖2：變換器拓撲結(jié)構(gòu)
 

　　此外，兩個DAB模塊中的獨立電感被替換為一個耦合電感，通過調(diào)制控制其激勵方向，實現(xiàn)等效電感值的兩檔調(diào)節(jié)，無需額外電路。根據(jù)電壓增益與功率需求，系統(tǒng)可動態(tài)切換激勵模式，在重載下優(yōu)化環(huán)流，同時保持輕載下的軟開關(guān)能力，兼顧全負載范圍高效運行。
 

圖3：混合調(diào)制方案示意圖：(a)正向激勵模式  (b)反向激勵模式
 

圖4：實驗樣機
 

　　該成果以“Wide Voltage Range Efficiency Enhancement Scheme for Input-Parallel-Output-Series DAB Converters in 800V DC Microgrids”為題發(fā)表于IEEE Transactions on Power Electronics。上科大信息學(xué)院2024級博士生張昊宇為第一作者，王浩宇教授為通訊作者，上科大為第一完成單位。