0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

两个DC/DC换流器组合设计,可降低系统成本、组件数量和尺寸

电子设计 来源:互联网 作者:佚名 2018-03-06 18:08 次阅读

随着对更紧凑和更高效电力系统的日益重视,双向转换器越来越受到关注。具有双向功率流的双向DC/DC换流器可将电池充电和备份操作传统上所需的两个DC/DC换流器组合在一起,降低了整个系统的成本、组件数量和尺寸。

此系列博文将分两个部分研究在不间断电源(UPS)、电池备份单元和储能系统装置应用中双向换流器的使用。

UPS或电池备份单元可在各种关键和非关键应用中提供不间断电源。UPS系统可从传统意义上分为备用UPS、线路交互式UPS和在线式或双换流UPS。在新类别的UPS开发方面,如备用在线式混合动力或高级ECO模式UPS,获得的进展甚少。

图1所示为传统在线式UPS的框图。

1:常规在线式UPS的框图

在正常运行中,主直流母线通过交流网格源调节在300V至400V之间。电池作为储能单元,可以使用专用的AC/DC或DC/DC换流器通过AC电源或DC总线进行充电。另一台DC/DC升压转换器用于在断电期间将电池的电力从电池传输到DC-Bus(备用操作)。图2所示为具有双向换流器的在线式UPS的框图。

2:具有双向DC-DC换流器的在线式UPS框图

高效小型双向参考设计是一种数字控制的2kW隔离双向DC/DC换流器,设计用于在300V至400VDC总线和48V电池组之间传输功率。参考设计在高压侧具有全桥功率级,而在低压侧具有电流馈电全桥级。存在直流母线(正常条件)的情况下,设计以降压模式运行,并以恒定电流对电池充电,直至电池电压处于限制值。在断电期间,该设计作为电流馈电全桥转换器运行,将48V电池(36V至60V输入)的功率提升至380VDC总线,支持备份载入。


参考设计在降压模式(作为充电器)下的峰值效率为94%,在升压模式(放电期间)为95%,平均效率高于93%。这种高放电效率为电池提供更长的运行时间。在36V至60V的宽输入电压范围内,使用电流馈电全桥级在放电模式下实现高效率,其优化隔离变压器的设计,以绕组中的最小化均方根(RMS)电流,同时最小化通过输入电容器的纹波电流。

在100kHz的高开关频率下工作,该参考设计的功率水平为2kW,尺寸为185mm×170mm。

4:备份模式下的系统效率(升压模式)

从充电模式到备用模式的转换或随时间的变化对于确保负载供电的连续性至关重要。参考设计的转换时间小于100μs,从而减少了系统在转换期间提供电源所需的大容量电容量。

5:快速模式从电池充电切换到备用模式

在该系列的第二部分中,我们将研究48V至400V应用的2KW、隔离DC-DC双向参考设计的工作细节。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • DC/DC转换器
    +关注

    关注

    2

    文章

    157

    浏览量

    10021
  • UPS电源
    +关注

    关注

    8

    文章

    379

    浏览量

    28671
  • 换流器
    +关注

    关注

    0

    文章

    46

    浏览量

    12020
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    电压源换流器种拓扑结构讨论和比较

    该系列文章的第一部分介绍了电网换相换流器(LCC)。这篇文章将讨论电压源换流器(VSC)并比较种拓扑结构。VSC目前已成为首选实施对象,原因如下:VSC具有较低的系统
    发表于 11-21 16:19

    双向转换助力UPS设计降低成本

    随着对更紧凑和更高效电力系统的日益重视,双向转换越来越受到关注。具有双向功率流的双向DC/DC换流器可将电池充电和备份操作传统上所需的
    发表于 03-01 09:52

    集成柔性功率为FPGA和SoC设计降低成本

    两个TLV62084 2A降压转换。您可以使用这些分立的DC/DC转换系统供电,但仍需要
    发表于 03-08 06:45

    高压输电的电网换相换流器

    的谐波响应能力非常差。为了弥补这一点,通过将两个6脉冲桥串联形成12脉冲桥则可以改善谐波。 图2:LCC配置(图片由EE web提供) 通过分析信号,可以控制进出换流器的波形。适当地分析信号能够让系统知道
    发表于 03-22 06:45

    高压输电的电压源换流器

    。功率流电流可以在两个方向上流动,易于反转功率流。功率流只能通过反转电压极性来反转。电压和功率电平电压电平(500kV)和功率电平(1000MW)较低。*承载高达800kV和8000MW。*换流器效率
    发表于 03-22 06:45

    将双向功率流集成到UPS设计中的方法

    随着对更紧凑和更高效电力系统的日益重视,双向转换越来越受到关注。具有双向功率流的双向DC/DC换流器可将电池充电和备份操作传统上所需的
    发表于 07-23 07:54

    高压输电的电压源换流器探讨

    该系列文章的第一部分介绍了电网换相换流器(LCC)。这篇文章将讨论电压源换流器(VSC)并比较种拓扑结构。VSC目前已成为首选实施对象,原因如下:VSC具有较低的系统
    发表于 07-24 06:03

    电压源换流器基础知识概述!

    流电流可以在两个方向上流动,易于反转功率流。功率流只能通过反转电压极性来反转。电压和功率电平电压电平(500kV)和功率电平(1000MW)较低。*承载高达800kV和8000MW。*换流器由于
    发表于 08-21 04:45

    电压源换流器介绍

    和VSC进行了对比。VSC的电压电平通常在150kV-320kV范围内,但一些电压电平高达500kV。VSC有几种不同的类型。让我们来看看电平、三电平和模块化多电平。VSCs电网换相换流器
    发表于 11-11 06:45

    如何将双向功率流集成到UPS设计中?

    随着对更紧凑和更高效电力系统的日益重视,双向转换越来越受到关注。具有双向功率流的双向DC/DC换流器可将电池充电和备份操作传统上所需的
    发表于 11-14 06:04

    电压源换流器介绍

    对比。VSC的电压电平通常在150kV-320kV范围内,但一些电压电平高达500kV。VSC有几种不同的类型。让我们来看看电平、三电平和模块化多电平。电压源换流器电网换相换流器
    发表于 11-14 07:15

    为提高效率——如何将双向功率流集成到UPS设计中

    随着对更紧凑和更高效电力系统的日益重视,双向转换器越来越受到关注。具有双向功率流的双向DC/DC换流器可将电池充电和备份操作传统上所需的两个
    发表于 08-26 09:18 4次下载
    为提高效率——如何将双向功率流集成到UPS设计中

    双向功率流的双向DC/DC换流器应用

      此系列博文将分两个部分研究在不间断电源(UPS)、电池备份单元和储能系统装置应用中双向换流器的使用。
    发表于 09-19 14:24 8次下载
    双向功率流的双向<b class='flag-5'>DC</b>/<b class='flag-5'>DC</b><b class='flag-5'>换流器</b>应用

    减少了组件数量的隔离式正向 DC/DC 转换器

    减少了组件数量的隔离式正向 DC/DC 转换器
    发表于 03-19 10:34 2次下载
    减少了<b class='flag-5'>组件数量</b>的隔离式正向 <b class='flag-5'>DC</b>/<b class='flag-5'>DC</b> 转换器

    如何将双向功率流集成到UPS设计中

    随着对更紧凑和更高效电力系统的日益重视,双向转换器越来越受到关注。具有双向功率流的双向DC/DC换流器可将电池充电和备份操作传统上所需的两个
    的头像 发表于 04-06 10:23 406次阅读
    如何将双向功率流集成到UPS设计中