三峡大学PPT里有一个很实用的新方案:面向双极直流微电网的端口极间电压自均衡变流器。这个研究总共28页,集中解决了双极直流微电网里极间电压不平衡的大难题。为了搞定这个事儿,研究团队设计了一种可以自动调节电压的新拓扑结构。这种变流器不仅能帮双极直流微电网稳定运行,还发表了不少高水平的论文和会议论文。 研究背景其实就是因为可再生能源越来越多,直流负载也在猛增。双极直流微电网因为可靠、安全成了能源系统的主力,但母线极间电压不平衡这个问题一直没解决好。以前的解决方案控制起来太复杂,成本还高,适应不了所有情况。现有的自均衡拓扑又太依赖电感了,容易受开关占空比和负载影响。这次研究把电感换成了电容,提出了一个叫“电压源端口间接并联”的新办法。 基于这个思路,研究团队分别弄出了非隔离型和隔离型的变流器拓扑集。非隔离型主要是用SEPIC、Cuk、Zeta这些基础DC/DC变换器混搭出来的。他们推导了电压增益和器件应力的公式,发现开关频率、电容大小和均衡能力有很大关系。实验结果挺理想,在最大不平衡功率下电压偏差只有0.348%。 隔离型拓扑就比较复杂一点。他们把隔离型DC/DC变流器拆开重新组合,设计了一种叫BVM的双极性整流结构。这个结构能跟HB、FB、LLC这些前级逆变电路结合使用。它模块化程度高,能降低器件电压应力又不改变前面的控制方式。 实际测试下来也不错。开环控制下空载到满载的电压偏差只有0.63%,额定1kW时效率高达97.31%,最高效率更是到了97.38%。损耗主要在变压器和二极管上。 最后总结一下,不管是哪种拓扑都不用额外的平衡控制就能自动均衡电压。结构简单又能扩展,器件也不怎么费电。这在双极直流微电网里肯定有大用,给后面的人设计电压平衡器提供了新思路。