11、《绿色能源系统中的DC/DC转换器与整流器详解》

《绿色能源系统中的DC/DC转换器与整流器详解》

在绿色能源微电网中，DC/DC转换器和整流器起着至关重要的作用。DC/DC转换器用于调节直流母线电压，而整流器则负责将交流电压转换为直流电压。下面我们将详细介绍几种常见的DC/DC转换器和整流器的工作原理、特性及相关计算。

降压转换器（Buck Converter）

降压转换器，也称为Buck转换器，是一种基本的DC/DC转换器，其主要功能是将输入的直流电压转换为较低的输出电压。在绿色能源微电网中，为了给电池充电，通常需要将直流母线电压降压到电池母线电压，这时就会用到降压转换器。

目前，住宅和商业系统中的蓄电池额定电压通常为6V和12V DC。在社区储能系统中，可以将三个12V DC的电池串联起来，形成一个36V DC的母线电压。为了获得更高的储能功率，还可以将多个36V DC母线系统并联连接。这些高功率、高电压的储能系统通常放置在公用事业变电站中，作为社区储能系统使用。

降压转换器的主要组成部分包括半导体开关S、二极管D、电感滤波器L和电容滤波器C。其工作周期可以从开关S闭合开始解释：
- 开关S闭合阶段 ：此时二极管D被输入电压反向偏置而断开。电感两端的电压为$V_{in}-V_{o}$，由于输入电压大于输出电压，电感两端电压为正，电感开始充电。电感电流根据相关方程确定，电流从初始值开始上升，只要开关S处于导通状态，这个阶段就会持续，持续时间为$T_{on}$。在这个阶段，电感不断储存能量，以磁场能量的形式存在。
- 开关S断开阶段 ：在$T_{on}$结束时，开关S断开，电感电流需要维持自身，此时电感会迫使二极