11、绿色能源系统中的DC/DC转换器与整流器解析

绿色能源系统中的DC/DC转换器与整流器解析

一、DC/DC转换器概述

在绿色能源微电网中，降压（buck）和升压（boost）转换器起着关键作用，它们能够调节直流母线电压。当给电池充电时，需要将直流母线电压降低到电池母线电压；而当使用存储系统中存储的直流电源时，则要通过升压DC/DC转换器将存储系统的直流母线电压升高。

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。在社区存储系统中，可以将三个12V DC的电池串联，得到36V DC的母线电压。若要获得更高的存储功率，可以将多个36V DC母线系统并联。高功率和高直流电压的存储系统一般作为社区存储系统，放置在公用事业的变电站中。

二、降压转换器（Buck Converter）

2.1 基本结构与功能

降压转换器，也称为buck转换器，其主要功能是将输入的直流电压转换为较低的电压。它主要由半导体开关S、二极管D、电感滤波器L和电容滤波器C组成，其电路结构如图所示。

2.2 工作原理

• 开关闭合阶段 ：当开关S闭合时，二极管D被输入电压反向偏置而处于断开状态。此时电感两端的电压为$V_{in}-V_{o}$，由于输入电压大于输出电压，电感电压为正，电感开始充电，电感电流根据相关公式确定，电流从初始值开始上升。只要开关S处于导通状态（时间为$T_{on}$），这个阶段就会持续，电感不断存储能量，以磁场能量的形式存在，这些能量将在后续阶段释放到电容中。
• 开关断开阶段 ：当$T_{on}$结束，开关S断开，电感电流需要维