【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)結構的多模塊雙有源橋(DAB)變換器，但傳統(tǒng)調(diào)制方式在寬電壓范圍內(nèi)易導致環(huán)流增大和零電壓開關(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，上海科技大學信息科學與技術學院智慧電氣科學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：變換器拓撲結構
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。
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