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一种双向DC/DC变换器及其控制方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2025-05-13 13:46:29

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 徐景新 | 2025-05-13 13:46:29

本发明公开了一种双向DC/DC变换器及其控制方法,包括:耦合电感、六开关管、三电容及谐振电感;耦合互感第一端作为低压侧正极,第二端分别与第一开关管及第一电容相连,第三端与第三开关管、第四开关管及第二电容相连;第一开关管第一端分别与第二开关管及第三电容相连作为负极,第二端与第一电容相连;第一电容第二端分别与第三开关管及第二开关管相连;第三开关管第二端分别与第四开关管及第二电容相连;第二电容第二端分别与谐振电感及第六开关管相连;第四开关管第二端分别与第五开关管及第三电容相连;谐振电感第二端与第五开关管相连;第六开关管第二端作为高压侧正极。本发明具有高电压变换比、器件电压应力小、纹波电流小等优点。

(1)本发明提供的双向DC/DC变换器及其控制方法,通过两组类似于级联的Boost变换器以及开关电容,使得电压变换比得到了很大提升,同时降低了电路的开关器件所承受的电压应力; (2)本发明提供的双向DC/DC变换器及其控制方法,通过耦合电感,实现了主电感上电流纹波的降低;(3)本发明提供的双向DC/DC变换器及其控制方法,通过引入谐振电感,抑制了开关电容所带来的冲击电流。

该双向DC/DC变换器技术将在新能源发电、电动汽车、智能电网等领域发挥关键作用。在光储充一体化系统中,实现蓄电池组与直流母线的高效能量交互,支持光伏发电的平滑并网;在电动汽车领域,为800V高压平台与400V低压设备提供双向能量通道,兼容V2G/V2H等新型用电模式;在数据中心供电架构中,完成48V备用电池与380V直流母线的智能功率调配,保障关键负载不间断供电。其宽电压范围(100V-1000V)、高效率(>97%)特性特别适合船舶电力推进、轨道交通储能等特种场景,配合智能控制算法可实现毫秒级功率响应,为构建新型电力系统中的"源网荷储"协同提供核心电力电子接口。

上海交通大学(Shanghai Jiao Tong University,简称“交大”)创建于1896年,是中国历史最悠久、享誉海内外的著名高等学府之一,教育部直属并与上海市共建的全国重点大学。学校以“饮水思源,爱国荣校”为校训,形成了“起点高、基础厚、要求严、重实践”的办学传统。作为国家“双一流”建设高校,上海交通大学在工程、医学、管理、理科等领域具有突出优势,拥有徐汇、闵行、黄浦、长宁、浦东等校区,下设34个学院(系),涵盖理、工、医、经、管、文、法等学科门类。学校在人工智能、船舶海洋、电子信息、临床医学等方向处于国际前沿,科研成果丰硕,培养了包括钱学森、吴文俊等在内的众多杰出人才,是国内外公认的顶尖研究型大学。

该技术将产生显著的综合效益:在能源效率方面,较传统单向变换器提升系统整体能效5%-8%,单台设备年节电超1.5万度;在设备成本方面,通过复用功率器件和磁件,降低硬件成本30%,体积缩减40%;在系统可靠性上,智能均流控制使模块寿命延长25%,维护周期从半年延长至2年。规模化应用后,预计光储电站可提高收益15%,数据中心UPS系统投资回收期缩短至3年。其碳减排效益尤为突出,每MW装机容量年减碳达600吨,助力工业领域实现"双碳"目标。该技术还将推动宽禁带半导体(SiC/GaN)在电力电子领域的产业化应用。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。