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？這個問題我以前也思考過，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又稱源載一體機(jī)的電路結(jié)構(gòu)時，我就注意到這種電源根據(jù)電壓和電流等級不同，使用了兩套硬件架構(gòu)，分別是DAB和CLLC搭配BUCK BOOST。

這個事情過去很久了，也許我憑借記憶畫出來的功率框架有錯誤，但是大的方向是沒錯的。先從拓?fù)溥x擇來看，CLLC因?yàn)樵鲆娣秶?，所以搭配多相交錯BUCK BOOST來實(shí)現(xiàn)輸出規(guī)格。DAB因?yàn)樵鲆娣秶鷮挘灾苯右患壐綦xDCDC解決0~1KV的輸出規(guī)格。當(dāng)雙向電源工作在電源模式時，CLLC可以通過BUCK 降壓來實(shí)現(xiàn)0~500V的范圍調(diào)整，DAB也可以通過移相來實(shí)現(xiàn)增益范圍調(diào)節(jié)。但是問題就是當(dāng)工作在反向時，如果輸入側(cè)只給個1V的電壓，如何來實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)回饋呢？

先從整流器的角度來看，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)后級雙向DCDC往原變母線注入功率時，會讓外環(huán)產(chǎn)生對電網(wǎng)放電來穩(wěn)定原邊直流電壓的指令。所以BOOST能以最大占空比工作來升高輸出電壓，再經(jīng)過CLLC隔離輸出到原變直流母線上。通常BOOST內(nèi)環(huán)用來限制電感電流，這里也能實(shí)現(xiàn)對輸入電流的恒流目的，所以就能實(shí)現(xiàn)在1V輸入時，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，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，也能有功率傳輸?shù)皆?，再?jīng)整流器饋入電網(wǎng)?？梢娤旅娴?a target="_blank">仿真測試，當(dāng)BOOST的輸入電壓由150下降到15V時，電感電流內(nèi)環(huán)限制輸入電流，同時并網(wǎng)逆變器進(jìn)網(wǎng)功率下降不到400W。雖然仿真測試的例子不是PPT中的框架，但是也能說明用BUCK BOOST加隔離DCDC以電流源并聯(lián)到原邊母線時，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)。

所以我們再來看DAB的控制，其實(shí)更容易實(shí)現(xiàn)。因?yàn)镈AB變換器通過移相來調(diào)整的是輸出功率，這個功率由輸入電壓，輸出電壓，匝比，開關(guān)頻率，電感量，和移相角度共同決定，可見下圖。

當(dāng)給定輸入輸出電壓，開關(guān)頻率和電感量，最大移相角度時就可以計算出DAB的傳輸功率。雖然在低壓輸入時功率會很低，也是能傳遞的。熟悉DAB的朋友肯定遇到過一個問題：就是當(dāng)副邊電壓很低，此時原變電流完全由原變直流電壓（VDC - Vout*（Np/Ns））*Ton/L來決定，它會產(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，這個問題就非常明顯了，有木有辦法來解決這個問題呢？經(jīng)過長時間的思考，我通過在DAB上增加電感電流內(nèi)環(huán)來限制此種狀態(tài)的電流，用來降低當(dāng)輸出電壓在低電壓區(qū)域時原邊的電流峰值變大，不受控的問題。可見下圖是一個0~750V輸出/45KW的三相交錯DAB，在原邊650，副邊輸入電壓5V，反向傳輸450W時的波形：

運(yùn)行：

可見，由于限制了電感電流，在副邊電壓接近0V時，電感電流峰峰值僅為100A，RMS值32A，可保證開關(guān)器件在安全工作區(qū)域內(nèi)。這說明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，也在思考一個個工程問題的解決方法，如果您也對此種應(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，如有錯誤，懇請幫忙指點(diǎn)，謝謝。

審核編輯：郭婷