半桥变换器与次序耦合变压器的超级电容均压

https://image1.big-bit.com/2017/0606/20170606101517130.pdf

微网由分布式电源，分布式储能和能量管理模块构成负荷的供电系统，与负荷一起组成一个独立的可控系统，解决了大电网与分布式电源之间的矛盾。储能系统是调节微电源性能，保证负荷供电质量，抑制系统振荡的重要环节，因此储能技术在微网中具有十分重要的作用。超级电容器^[1-3]作为一种新型的储能器件，具有法拉级甚至数千法拉的容量，作为介于传统静态电容和电池之间的新型储能元件，超级电容器具有功率密度高，充放电速度快，使用温度宽，循环寿命长的优点，因此被广泛用于微网储能系统中。但超级电容器单体电压较低，必须将多个超级电容器串联起来满足电压的需求。由于超级电容容量偏差、漏电流以及等效串联电阻的不同，都会使超级电容在充电时出现过充电现象，影响电容器使用寿命，因此超级电容在串联应用时必须考虑均压问题。
目前超级电容器的均压方法主要有能耗型和回馈型两种^[4]，能耗型包括并联稳压二极管法和开关电阻法^[5]，这种均压方法的优点是电路简单、成本低，缺点是二极管和电阻消耗能量，损耗严重。回馈型包括 DC-DC 变换器法^[6]和开关电容法^[7]，该均压方法的优点是能量消耗低、均压速度快，缺点是电路结构复杂，系统控制困难。
本文介绍了一种基于半桥变换器和首尾次序耦合变压器的均压电路，利用变压器单元副边绕组首尾相接实现超级电容能量转移。此均压电路明显地减少了电路的复杂性，且均压过程不需要反馈控制环节。通过仿真分析和实验，验证了该新型电压均衡电路的可行性和有效性。