电子设计工程
Electronic Design Engineering
第 28卷
Vol.28
第 23期
No.23
2020年 12月
Dec. 2020
收稿日期：2019-12-19 稿件编号：201912153
基金项目：渭南师范学院国家级创新创业项目（201910723011）
作者简介：张高鹏（1996—），男，陕西安康人。研究方向：电力电子与电力传动。
电池以其能量密度高、电压稳定、成本低廉、供
电可靠等优点，被广泛应用于各种储能系统中
[1]
。然
而，如何在储能系统中进行高效、可靠的充放电是一
直以来储能技术研究的重点
[2]
。双向 DC/DC 变换器
以体积小、重量轻、可功率双向传输等优势
[3]
，成为储
能装置的重要组成部分
[4]
，在便携式电动汽车的充电
装置储能系统、充放电转换系统、动力电池的储能系
统、能量转换和存储系统各种储能领域得到了广泛
的研究和应用
[5-7]
。
作为一种新颖的电力电子变换器
[8]
，双向 DC/DC
变换器能够在两侧直流电压极性不改变的条件下
[9-10]
，
根据实际的需求随时改变电流的流向
[11]
，实现双向
传输能量
[12]
。在实际技术应用中，能够有效地解决
电力电子系统效率相对较低、功能少、重量较大、电
路复杂等一系列问题，在实际应用中有重要的研究
价值
[13-16]
。
文中设计了一种新型双向 DC/DC 储能变换器，
基于电池组储能的双闭环新型双向 DC/DC 变换器的
设计
张高鹏，赵华峰，朱高中
（渭南师范学院 物理与电气工程学院，陕西 渭南 714099）
摘要：针对目前传统的蓄电池储能变换器效率低、体积大等缺点，提出了一种新型的电压电流双闭环
控制双向 DC/DC 储能变换器。新型变换器采用同步整流 Buck/Boost电路，加入电压、电流双闭环控制，
实现电池组高效恒流充电和恒压放电。根据滤波电容之间的能量传递，将双向 DC/DC 变换器分为
3 种工作模式并分析了其工作过程及原理。通过 PSIM 仿真和实验验证理论分析的正确性。
关键词：双向 DC/DC 变换器；同步整流；闭环控制；PSIM
中图分类号：TN710 文献标识码：A 文章编号：1674-6236（2020）23-0158-05
DOI：10.14022/j.issn1674-6236.2020.23.034
Design of double closed⁃loop bi⁃directional DC/DC converter based on battery
energy storage
ZHANG Gaopeng，ZHAO Huafeng，ZHU Gaozhong
（School of Physics and Electrical Engineering，Weinan Normal University，Weinan 714099，China）
Abstract: Aiming at the disadvantages of traditional battery energy storage converters，such as low
efficiency and large volume，a new non⁃isolated bi⁃directional DC/DC converter with voltage and current
double closed⁃loop control is proposed. The new converter is based on the synchronous rectification Buck/
Boost circuit，which increases the voltage and current double closed- loop control to achieve efficient
constant current charging and constant voltage discharge of the battery pack. According to the energy
transfer between the filter capacitors，the bi⁃directional DC/DC converter is classified into three working
modes，and the working principles of the three working modes are analyzed. Finally，the correctness of
the theoretical analysis was verified by PSIM simulation and experiments.
Keywords: bi⁃directional DC/DC converter；synchronous rectification；closed⁃loop control；PSIM
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