基于Buck-Boost的非隔離型雙向半橋DCDC變換器結構上比起隔離型的雙向DCDC變換器結構簡單,沒有變壓器,功率開關器件數目相對較少,操控方式較容易,通過全控型開關器件的反并聯二極管最終實現能量雙向流動,進而可以節省構建變換器的材料,并且轉換效率高,因此被廣泛應用于無需電氣隔離的電池儲能系統,光儲、風儲微電網系統等。
基于Buck-Boost的雙向半橋DCDC變換器結構如圖一所示。由圖可知,這種雙向DC/DC變換器本質上是Buck和Boost兩種變換器構成,進而有兩種工作模式:Buck工作模式和Boost工作模式。
圖一 主電路結構
當變換器處于Buck模式時,開關管S1和開關管S2的反并聯二極管構成Buck變換器,整個系統能量從左往右傳遞,此時蓄電池處于充電狀態;當變換器處于Boost模式時,開關管S2和開關管S1的反并聯二極管構成Boost變換器,整個系統能量從右往左流動,此時蓄電池處于放電狀態。
結合以上的分析,我們可以知道:對基于Buck-Boost的雙向DCDC變換器在進行工作原理分析,數學模型建立及控制系統設計時,可完全將其分為兩個我們熟知的獨立的Buck和Boost變換器去進行,進而可簡化整個系統的控制難度。此外,之前講過的雙重Buck和雙重Boost變換器對此同樣適用,將其結合起來可形成雙重Buck-Boost雙向DC/DC變換器。這樣一方面可以減小電感感量,進而減小電感體積;另一方面可減小電感電流紋波,進而可減小蓄電池充放電電流的紋波,延長蓄電池使用壽命。
以上講了這么多優點,缺點也不是沒有,總結下來最重要的一點就是:由于是非隔離結構沒有變壓器,進而受制于Buck和Boost變換器本身的升降壓范圍,無法實現輸入輸出大范圍匹配。
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