雙向DCDC如何才能把0~5V的輸入提升到原邊直流母線所需的600~800V呢？這個(gè)問(wèn)題我以前也思考過(guò)，記得去年在一位大牛朋友那邊看到某知名儀器品牌的雙向AC-DC又稱(chēng)源載一體機(jī)的電路結(jié)構(gòu)時(shí)，我就注意到這種電源根據(jù)電壓和電流等級(jí)不同，使用了兩套硬件架構(gòu)，分別是DAB和CLLC搭配BUCK BOOST。

這個(gè)事情過(guò)去很久了，也許我憑借記憶畫(huà)出來(lái)的功率框架有錯(cuò)誤，但是大的方向是沒(méi)錯(cuò)的。先從拓?fù)溥x擇來(lái)看，CLLC因?yàn)樵鲆娣秶源钆涠嘞嘟诲e(cuò)BUCK BOOST來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出規(guī)格。DAB因?yàn)樵鲆娣秶鷮?，所以直接一?jí)隔離DCDC解決0~1KV的輸出規(guī)格。當(dāng)雙向電源工作在電源模式時(shí)，CLLC可以通過(guò)BUCK 降壓來(lái)實(shí)現(xiàn)0~500V的范圍調(diào)整，DAB也可以通過(guò)移相來(lái)實(shí)現(xiàn)增益范圍調(diào)節(jié)。但是問(wèn)題就是當(dāng)工作在反向時(shí)，如果輸入側(cè)只給個(gè)1V的電壓，如何來(lái)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)回饋呢？

先從整流器的角度來(lái)看，整流器如果使用控制直流母線的方法，那就是外環(huán)控制直流母線內(nèi)環(huán)控制電感電流，當(dāng)后級(jí)雙向DCDC往原變母線注入功率時(shí)，會(huì)讓外環(huán)產(chǎn)生對(duì)電網(wǎng)放電來(lái)穩(wěn)定原邊直流電壓的指令。所以BOOST能以最大占空比工作來(lái)升高輸出電壓，再經(jīng)過(guò)CLLC隔離輸出到原變直流母線上。通常BOOST內(nèi)環(huán)用來(lái)限制電感電流，這里也能實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電流的恒流目的，所以就能實(shí)現(xiàn)在1V輸入時(shí)，都能有最大負(fù)向電流，流入雙向電源經(jīng)AC/DC饋入電網(wǎng)。 此時(shí)，原邊直流母線由整流器控制，相當(dāng)于電壓源，而隔離雙向DCDC就是以電流源并聯(lián)電壓源的方式，往母線注入功率。所以即使是輸入僅有1V時(shí)，也能有功率傳輸?shù)皆?，再?jīng)整流器饋入電網(wǎng)?？梢?jiàn)下面的仿真測(cè)試，當(dāng)BOOST的輸入電壓由150下降到15V時(shí)，電感電流內(nèi)環(huán)限制輸入電流，同時(shí)并網(wǎng)逆變器進(jìn)網(wǎng)功率下降不到400W。雖然仿真測(cè)試的例子不是PPT中的框架，但是也能說(shuō)明用BUCK BOOST加隔離DCDC以電流源并聯(lián)到原邊母線時(shí)，即使是非常低的輸入電壓，也能實(shí)現(xiàn)恒流放電，將功率饋入電網(wǎng)。

所以我們?cè)賮?lái)看DAB的控制，其實(shí)更容易實(shí)現(xiàn)。因?yàn)镈AB變換器通過(guò)移相來(lái)調(diào)整的是輸出功率，這個(gè)功率由輸入電壓，輸出電壓，匝比，開(kāi)關(guān)頻率，電感量，和移相角度共同決定，可見(jiàn)下圖。

當(dāng)給定輸入輸出電壓，開(kāi)關(guān)頻率和電感量，最大移相角度時(shí)就可以計(jì)算出DAB的傳輸功率。雖然在低壓輸入時(shí)功率會(huì)很低，也是能傳遞的。熟悉DAB的朋友肯定遇到過(guò)一個(gè)問(wèn)題：就是當(dāng)副邊電壓很低，此時(shí)原變電流完全由原變直流電壓（VDC - Vout*（Np/Ns））*Ton/L來(lái)決定，它會(huì)產(chǎn)生非常高的峰值電流，甚至?xí)?dǎo)致炸雞。所以在副邊低壓輸入時(shí)，這個(gè)問(wèn)題就非常明顯了，有木有辦法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題呢？經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的思考，我通過(guò)在DAB上增加電感電流內(nèi)環(huán)來(lái)限制此種狀態(tài)的電流，用來(lái)降低當(dāng)輸出電壓在低電壓區(qū)域時(shí)原邊的電流峰值變大，不受控的問(wèn)題?？梢?jiàn)下圖是一個(gè)0~750V輸出/45KW的三相交錯(cuò)DAB，在原邊650，副邊輸入電壓5V，反向傳輸450W時(shí)的波形：

運(yùn)行：

可見(jiàn)，由于限制了電感電流，在副邊電壓接近0V時(shí)，電感電流峰峰值僅為100A，RMS值32A，可保證開(kāi)關(guān)器件在安全工作區(qū)域內(nèi)。這說(shuō)明DAB變換器也能實(shí)現(xiàn)在低壓區(qū)域的恒流放電工作。

以下是其它工況的測(cè)試輸入740V， 輸出600V，45KW回網(wǎng)：

輸入740V， 輸出610V，45KW充電：

小結(jié)：關(guān)于超寬范圍的大功率雙向AC-DC電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，目前我仍在研究，也在思考一個(gè)個(gè)工程問(wèn)題的解決方法，如果您也對(duì)此種應(yīng)用感興趣，可以與我交流一下，交換一下思考。本人能力有限，如有錯(cuò)誤，懇請(qǐng)幫忙指點(diǎn)，謝謝。

審核編輯：郭婷