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双向DC-DC充放电方案对比与取舍
资料介绍
双向 DC-DC 充放电方案对比与取舍 目录 概述 工作原理 关键参数 应用设计 常见问题 小结 概述 去年接手一个储能柜项目，电池组 48 V，母线 400 V，需要双向流动，充电 5 kW，放电 5 kW。方案评审时，三个人给了三个思路：一个是双向全桥，一个是双向 Buck-Boost，还有一个坚持用两套单向变换器背靠背。 这三种方案在原理上都成立，但落地时的取舍差别很大。我当时的判断是先做样机验证，再定方案。这篇文章把整个对比过程和最终结论记下来，供后来参考。 需要说明的是，本文讨论的是隔离型与非隔离型两种架构的对比，功率等级在 10 kW 以内，适用于电池储能、车载充电、UPS 等场景。光伏微逆的三端口架构不在讨论范围内，虽然原理上有相通之处。 工作原理 先看双向全桥。低压侧是推挽或全桥，高压侧是全桥，中间用高频变压器隔离。充电时能量从高压侧流向低压侧，放电时相反。由于是隔离结构，可以实现较宽的电压比，安全性也好。 双向 Buck-Boost 是非隔离结构，结构简单，只有两个开关管与一个电感。它本质上是一个 Buck 与 Boost 的组合，通过控制两个开关管的占空比来实现能量双向流动。优点是器件少、效率高，缺点是没有隔离，且电压比受限。 背靠背方案是用一套充电器加一套放电器，中间通过直流母线连接。这种方案在早期产品中常见，因为两套电路可以分别优化，开发周期短。 再看开关时序。以 Buck-Boost 为例，充电时上管按 Buck 方式调制，下管常关；放电时下管按 Boost 方式调制，上管常关。切换方向时需要先关闭当前方向的驱动，等待电感电流过零，再开启另一方向，否则会出现直通。
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