双向DCDC电源是一种支持电能沿两个方向流动的直流变换设备。新竹县储能电站、电动车充电桩和光伏自发自用系统里，双向DCDC电源用来把电池电压变换到负载需要的电压，或者把母线电压变换到电池充电电压。它与单向DCDC电源的最大差别在于，电能既可以从低压侧送到高压侧，也可以从高压侧送到低压侧。
双向DCDC电源的工作作用
双向DCDC电源工作时，通过调整两个开关管的导通占空比，改变电感上的电压时间乘积，实现升压、降压和功率方向切换。新竹县项目现场中，这个设备承担四类工作作用。
- 电池充电和放电切换。电池电量低时，母线电压经电源降压后给电池补电；需要电池供电时，电池电压经电源升压后送到直流母线。
- 维持母线电压稳定。光伏输出变化或者负载突然加减时，电源通过闭环调节输出电流，让母线电压保持在一定范围内。
- 再生能量回馈。电机刹车、电梯下降或光伏多余电量产生时，双向DCDC电源把该部分直流能量回收进电池，避免能量被电阻消耗。
- 隔离与保护。带高频变压器的型号，将低压侧和高压侧进行电气隔离，同时检测过压、过流和过热信号并关断PWM输出。
| 应用场景 | 电能流动路径 | 作用 |
|---|---|---|
| 电池储能柜 | 电池柜和直流母线之间 | 控制充放电电流，稳定母线电压 |
| 电动车双向充电 | 车端电池与充电桩母线之间 | 实现车到电网和电网到车 |
| 光伏储能 | 光伏组件、电池、负载之间 | 调节功率分配，防止过充和过放 |
| 直流微电网 | 多个直流电源之间 | 隔离不一样的电压等级并交换功率 |
接线图说明
接线图使用的是双向同步BUCK-BOOST电路。低压侧B+和B-分开接入电池正极与负极。B+并联低压电容，经过低压开关管连接到电感的一端。电感另一端连接到高压开关管的节点，再接到高压侧HV+。HV-为高压侧公共地。控制板采集输入电压、输出电压和电感电流，产生两路PWM信号。PWM_A和PWM_B分别控制低压开关管和高压开关管的导通与断开。
| 端子名称 | 接线位置 | 端子功能 |
|---|---|---|
| B+ | 电池正极 | 低压侧正极端子 |
| B- | 电池负极 | 低压侧负极端子 |
| HV+ | 高压母线正极 | 高压侧正极端子 |
| HV- | 高压母线负极 | 高压侧负极端子 |
| CTRL | 控制信号接口 | 接收开关机和功率指令 |
| CAN/RS485 | 上位通讯接口 | 上传电压电流数据和报警状态 |
接线形式上，功率线使用铜鼻压接，控制线使用屏蔽双绞线。电感位置紧贴开关管散热器，减少高频电流路径长度。电容容量根据开关频率和允许纹波电压选定。输入输出极性在安装现场核对，防止反接损坏开关管。
新竹县现场使用情况
新竹县一处工厂储能柜项目使用一套双向DCDC电源，电池组电压为三百八十伏，直流母线电压为七百五十伏。电源白天把光伏系统产生的直流电降压存入电池，夜间把电池电能升压送回到母线。设备连续运行超过两年，母线电压波动在正负一伏以内。
按照IEC 61508功能安全流程，该电源的开关管驱动电路具备短路保护，控制板在检测到故障后停止PWM输出。出厂前，采用电子负载进行满载老化测试，记录效率、温度和数据曲线。双向DCDC电源的隔离耐压经过两千伏直流耐压测试。
| 测试项目 | 测试条件 | 合格要求 |
|---|---|---|
| 满载老化 | 额定输出功率连续运行四小时 | 无明显过热和保护动作 |
| 电压纹波 | 额定电压满载 | 纹波低于额定电压的百分之一 |
| 双向往返效率 | 升压和降压方向 | 效率不低于百分之九十六 |
| 过流保护 | 输出电流超过设定值 | PWM关闭，无器件损坏 |
制造单位与询价
新竹县使用的双向DCDC电源，由山东运电气有限公司生产。该公司可以提供隔离和非隔离两种类型，功率等级从几千瓦到数十千瓦。产品随附出厂检测报告、使用说明书和接线图。配置范围包括电池电压范围、母线电压范围、最大充放电电流以及通讯接口。
价格与交期受上述配置。实际报价由山东运电气有限公司根据具体需求核算，网页上面的电话提供沟通渠道，电话沟通后获取正式报价。
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