Система аккумуляторной энергии (Battery Energy Storage System, сокращённо BESS), являющаяся важным компонентом современного управления энергией, способна эффективно повысить стабильность и гибкость электросистем. В BESS преобразователь мощности DC-DC является одним из ключевых компонентов, который преобразует постоянное напряжение батареи в разряд напряжения, приспособленный к различным потребностям, таким образом обеспечивая эффективную передачу и управление энергией. В этой статье подробно описывается ряд общих топологических структур преобразования мощности DC-DC, в Том числе такие, как понижающие, повышающие, повышающие, двусторонние конвертаторы DC и т.д., а также обсуждаются их характеристики, прикладные сценарии и технические детали.

Первый, преобразователь понижающего давления (бак)

Принцип работы

Преобразователь понижающего давления, также известный как бак, в основе которого лежит снижение напряжения через переключатель (обычно MOSFET) и диод. Базовая схема состоит из входного источника питания, переключателя, DS12887A+ диодов, индукции накопления энергии и конденсатора выходной волны.

характеристика

– эффективность: обычно может достигать более 90%

– диапазон преобразования напряжения ограничен: выходное напряжение всегда меньше входного

– простая структура, легко управляемая

Прикладная сцена

– в аккумуляторной системе электромобиля, используемой для понижения напряжения в батареях высокого напряжения до напряжения, соответствующего электрическому контроллеру

– в фотоэлектрической системе, понижение напряжения от солнечных батарей до напряжения, пригодного для аккумулирующих батарей

Во-вторых, преобразователь буста

Принцип работы

Преобразователь буста, также известный как преобразователь буста, реализует повышение напряжения с помощью индуктивной энергии и переключателя. Базовая схема состоит из входного источника питания, переключателя, запасного индуктора, диода и конденсатора выходной волны.

характеристика

– входное напряжение может быть ниже выходного

– обычно более эффективно

– нужен точный контроль, чтобы избежать перенапряжения

Прикладная сцена

– в ветряной энергетической системе, повышая выходное напряжение от низкого давления до соответствующего напряжения в электросети

– в системе UPS, чтобы увеличить низкое напряжение батареи до соответствующего напряжения

В-третьих, преобразователь буковой формы

Принцип работы

Преобразователь повышающего давления соединяет функции баков и преобразователей Boost, что позволяет осуществлять подъёмное преобразование напряжения. Такие конвертеры реализуются разными способами, включая традиционные Buck-Boost, SEPIC и Zeta.

характеристика

– чтобы обеспечить повышение и понижение напряжения

– более сложный, более сложный контроль

– более эффективно, применимо к широкому диапазону напряжения

Прикладная сцена

– в гибридных машинах, используемых для управления батареями и электродвигателями различных уровней напряжения

– в переносном устройстве, применимо к сцене, где напряжение батареи меняется в зависимости от времени

Четыре, двусторонний переключатель DC

Принцип работы

Двусторонний коммутатор DC-DC может генерировать двусторонний поток энергии, т.е. не только для того, чтобы выводить энергию аккумулятора в нагрузку, но и для того, чтобы вернуть энергию внешнего источника питания обратно в батарею. Основные схемы обычно включают два выключателя и два диода, которые могут работать в различных режимах.

характеристика

– двухсторонний поток энергии, применимый к управлению зарядкой

– сложный контроль требует точных алгоритмов управления

– эффективно, применимо к переработке энергии и повторному использованию

Прикладная сцена

– в электромобилях, для зарядки батареи и переработки энергии

– в интеллектуальной сети, для управления двухсторонним потоком энергии

Пятый, полный и полумостовой преобразователи

Принцип работы

Полностью мостовой и полумостовой преобразователи используются в основном для использования большой мощности, для эффективного преобразования напряжения через мостовую контур. Полный мостовой коммутатор состоит из четырёх переключателей, в то время как полумостовой преобразователь состоит из двух.

характеристика

– это относится к применению большой мощности, высокого напряжения

– сложная структура, сложнее контролировать

– высокая эффективность, высокая плотность мощности

Прикладная сцена

– в энергосистеме для управления энергией в больших батареях

– в промышленных системах питания, для питания высокомощных устройств

Шестой, резонаторный преобразователь

Принцип работы

Преобразователь резонаторов реализует мягкий переключатель через резонансные схемы (в Том числе индуктивную и конденсаторную), таким образом уменьшая потери и электромагнитные помехи. Обычные конверторы резонаторов включают последовательные резонаторы, параллельные резонаторы и LLC.

характеристика

– слабые и эффективные переключатели

– электромагнитные помехи низкие

– для высокочастотных, эффективных приложений

Прикладная сцена

– в телекоммуникационных и информационных центрах для эффективного управления энергией

– в воздушно-космическом пространстве, для высоконадежных систем питания

вывод

DC-DC преобразователь энергии играет ключевую роль в аккумуляторной системе. Различные топологические структуры имеют сильные и слабые стороны, применимые к различным параметрам применения. Понижающие, буферные и буферные конвертеры применяются к различным потребностям на преобразование напряжения; Двусторонний коммутатор DC-DC применяется к использованию двухстороннего потока энергии; Многомостовые и полумостовые конвертеры применимы к применению большой мощности и высокого напряжения; Резонаторные конвертеры, в свою очередь, работают лучше в применении эффективных и менее электромагнитных помех. Выбирая подходящую топологическую структуру конвертеров DC-DC, можно эффективно повысить производительность и надежность систем аккумулирования батарей, тем самым удовлетворяя потребности современного управления энергией.

PU410K01 3BSE051826R1