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基于耦合滤波电感的电流源型双有源桥式直流变换器的研究
A Current-Source Dual Active Bridge DC-DC Converter Based on Coupled Filter Inductors
| 作者 | 赖臻 · 曾君 · 刘俊峰 |
| 期刊 | 电源学报 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 23 卷 第 2 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 DC-DC变换器 DAB 多物理场耦合 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 双有源桥式变换器 耦合电感 交错技术 软开关 赖臻 曾君 刘俊峰 电源学报 Journal of power supply |
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针对储能系统中电流源型双有源桥变换器存在的电流应力大、软开关范围受限等问题，结合耦合电感技术，提出一种储能侧电流纹波小且软开关范围宽的改进拓扑。该变换器储能侧采用两个并联的电流源全桥结构，有效降低开关器件的电流应力。通过调节并联全桥间的移相角，抑制储能侧电流纹波；合理设计耦合滤波电感，利用其互感电流拓展软开关实现范围。本文详细分析了变换器的工作原理与稳态特性，并研制了400 W实验样机，实验结果验证了所提方案的可行性与优越性。
应用于储能系统的电流源型双有源桥式变换器往往存在电流应力大、软开关范围受限等问题,限制了变换器的效率和功率密度.针对此问题,结合耦合电感技术,提出 1 种储能侧电流纹波小且软开关范围宽的电流源型双有源桥式变换器.变换器的储能侧由 2 个并联的电流源型全桥构成,可有效减小储能侧开关管的电流应力.通过调节储能侧并联全桥间的移相,可减小储能侧电流纹波;通过合理设计耦合滤波电感,得到足够大的互感电流以满足开关管的软开关条件.详细介绍了变换器的工作原理和稳态分析,并设计了400 W的实验样机,实验结果进一步验证了所提变换器的优越性和可行性.
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SunView 深度解读
该耦合电感DAB变换器技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有直接应用价值。其并联电流源全桥结构可降低功率器件电流应力，契合阳光电源SiC模块应用场景，提升器件利用率；耦合电感技术拓展的软开关范围能显著降低储能变流器开关损耗，提升系统效率；储能侧电流纹波抑制技术可延长电池寿命，优化ST系列产品的电池管理性能。该方案的移相控制策略可融入现有控制平台，为400V-1500V储能系统DC-DC环节提供高效率、低应力的技术方案，支撑阳光电源储能产品在大功率、高可靠性场景的竞争力提升。