只需1臺便可實現(xiàn)充放電(雙向)動作，且由于其為絕緣型，因此可實現(xiàn)高效率的電力轉(zhuǎn)換

通過ICT技術(shù)等優(yōu)化電力供應(yīng)平衡的智能電網(wǎng)實證實驗于各地開展，未來將作為新一代電力基礎(chǔ)設(shè)施。除此之外，還在開展ZEB（凈零能耗建筑）措施，通過使用太陽能或風(fēng)力等可再生能源實現(xiàn)辦公樓等年度零能源收支。在此類系統(tǒng)中，用于儲存剩余電力的蓄電池以及通過高效運用儲存電力以解決電力高峰問題的技術(shù)將會愈發(fā)重要。

為此，電源系統(tǒng)需要實現(xiàn)進一步的電力節(jié)省。由于電子設(shè)備為直流驅(qū)動，因此商用交流需要通過電力轉(zhuǎn)換成為直流后進行運用。但在電力轉(zhuǎn)換過程中會因半導(dǎo)體器件發(fā)熱而產(chǎn)生損失，因此盡可能減少轉(zhuǎn)換次數(shù)將有助于節(jié)約電力。為此，在智能電網(wǎng)或ZEB等中構(gòu)建了通過供應(yīng)直流電力來取代以往商用電流的HVDC(高電壓直流)總線，而通過HVDC總線運行電氣電子設(shè)備，亦或?qū)π铍姵剡M行充電的直流供電系統(tǒng)備受矚目。

TDK絕緣型雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器EZA系列（TDK-Lambda品牌產(chǎn)品）是在直流供電系統(tǒng)中作為電力轉(zhuǎn)換平臺的電源，且在HVDC總線與蓄電池之間通過1臺裝置進行直流電力的雙向操作。通過低損耗磁性材料、最新的開關(guān)器件，配合投入先進的數(shù)字控制電源技術(shù)，實現(xiàn)了極高效率的雙向轉(zhuǎn)換。除了最大輸出電力為2.5kW的傳統(tǒng)型號EZA2500之外，還增加了在相同1U全支架尺寸中最大輸出達到11kW的EZA11K產(chǎn)品。在運用可再生能源的辦公樓、商業(yè)設(shè)施及公共設(shè)施中，通過聯(lián)動蓄電系統(tǒng)可實現(xiàn)直流供電、耗電量均衡化以及停電時備份等擁有各類功能，且擁有靈活高擴展性特點的電源系統(tǒng)。

HVDC總線與蓄電系統(tǒng)間無縫切換充放電

直流供電系統(tǒng)中構(gòu)建300～400V左右的HVDC總線，為直流輸入電氣電子設(shè)備供應(yīng)電力。太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池等輸出電力為直流，其還擁有通過聯(lián)動HVDC總線可簡單擴展系統(tǒng)的優(yōu)點。發(fā)電產(chǎn)生的電力通過DC-DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電壓后供應(yīng)給HVDC總線，同時剩余電力將儲存于運用鋰離子電池等二次電池的蓄電系統(tǒng)中。在該HVDC總線與蓄電系統(tǒng)之間進行電力交換的電源為雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器。
在以往，如果需要此類電源時只能通過全新開發(fā)，或切換使用充電用與放電用的2個DC-DC轉(zhuǎn)換器。而TDK的雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器EZA系列是通過1臺DC-DC轉(zhuǎn)換器便可實現(xiàn)充電及放電電力轉(zhuǎn)換的最尖端電源。

太陽能及風(fēng)力發(fā)電所產(chǎn)生的電力會因日照及風(fēng)速等而發(fā)生變化，因此直流供電系統(tǒng)中HVDC總線電壓的穩(wěn)定化成為了重要課題。為了穩(wěn)定電壓，不僅需要對蓄電池進行高度的充放電控制，同時還需要不斷地切換充放電。TDK的雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器EZA系列即使在高效及頻繁的切換工作中也能實現(xiàn)不間斷的無縫電力轉(zhuǎn)換，在穩(wěn)定HVDC總線電壓方面表現(xiàn)優(yōu)異。

圖1所示為TDK雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器EZA系列用于產(chǎn)業(yè)及商業(yè)中的中小規(guī)模蓄電系統(tǒng)中的運用模型。

圖1雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器在中小規(guī)模蓄電系統(tǒng)(產(chǎn)業(yè)用、商業(yè)用)中的運行模型

通過數(shù)字控制電源技術(shù)可實現(xiàn)多功能化以及靈活的系統(tǒng)設(shè)計

雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器EZA系列中采用了TDK所積累的數(shù)字控制電源技術(shù)。
當(dāng)前主流的開關(guān)方式電源通過反饋監(jiān)控輸出電壓信息，控制(PWM:脈寬控制)開關(guān)器件ON/OFF期間(占空比)來得到穩(wěn)定的輸出電壓。在以往的模擬控制電源中，用于控制該ON/OFF期間的信號是通過模擬電路進行處理的。而通過基于A-D轉(zhuǎn)換器、DSP(數(shù)模處理器)以及軟件的數(shù)字信號處理電路實現(xiàn)該信號處理的則是數(shù)字控制電源(圖2)。

圖2數(shù)字控制雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路方框圖與特點

雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器EZA系列通過運用該數(shù)字控制技術(shù)，不僅可實現(xiàn)小型、高效化，同時還實現(xiàn)了多功能化。例如，工作模式擁有2種類型，一種是通過來自PC或PLC(可編程邏輯控制器)等上級控制器的指令切換充放電動作的"他律運行模式"。另一種則是相對于HVDC總線電壓變動自行決定充放電動作的"自律運行模式"。HVDC總線電壓由此來維持穩(wěn)定。
此外，由于標配有串行通信接口RS485，因此即使在工作過程中也可實時變更電壓及電流設(shè)置值以及變更工作模式，同時還可對輸入輸出的電壓及電流值進行監(jiān)控。

雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器EZA系列的最大特點在于，其不僅能夠在蓄電系統(tǒng)及HVDC總線之間進行充放電控制，還可同時對變頻器、BMU(電池管理單元)及EDLC(雙電層電容器)等進行協(xié)調(diào)，并根據(jù)客戶用途靈活構(gòu)建系統(tǒng)。即使是復(fù)雜的控制，也無需開發(fā)新專用電源，只需通過數(shù)字控制技術(shù)，改寫控制參數(shù)便可簡單實現(xiàn)。

雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器在產(chǎn)業(yè)設(shè)備再生能源的使用中也發(fā)揮著重要作用

由于電源輸出電力越大效率也會越高，因此數(shù)字控制電源還作為xEV(電動車)電源使用。同時，隨著智能電網(wǎng)的普及，將有助于在智能住宅蓄電單元與xEV搭載電池之間互通電力，同時還可與系統(tǒng)電力聯(lián)動，為消除耗電高峰及轉(zhuǎn)移高峰做出貢獻。在此類領(lǐng)域中，雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器將能進一步擴展其作用空間。

不僅如此，其還可用于起重機、電梯、自動導(dǎo)引運輸車、叉車等使用馬達的各類產(chǎn)業(yè)設(shè)備中。此類產(chǎn)業(yè)設(shè)備會頻繁反復(fù)啟停。因此，通過雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器將馬達制動時的再生能源儲存到蓄電池中，并在啟動馬達等需要大扭矩的情況下供應(yīng)儲存電力作為輔助，便可毫不浪費地實現(xiàn)能源再利用，從而達到節(jié)約電力的效果。此外，在停電等緊急情況中，還可從電池中向設(shè)備供應(yīng)預(yù)備功能電力(圖3)。

圖3通過雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器EZA系列使用產(chǎn)業(yè)用馬達再生能源的使用模型

節(jié)能、省電是產(chǎn)業(yè)社會最重要的課題，電力電子所承擔(dān)的作用也將越來越大。而TDK的雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器EZA系列則是結(jié)合了以鐵氧體為代表的材料技術(shù)、變壓器技術(shù)、電路技術(shù)、評估技術(shù)等長年積累的核心技術(shù)而開發(fā)的產(chǎn)品。它是面向IoT時代而開發(fā)的智能、高性能電源。

雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器EZA系列

【主要特點】

安全性較高，且對噪音對策有利的輸入輸出絕緣型

通過基于數(shù)字控制的優(yōu)化，實現(xiàn)雙向的高效率轉(zhuǎn)換

由于輸入輸出電壓恒定，因此可進行自律運行，實現(xiàn)轉(zhuǎn)換方向的自動切換

無需停止轉(zhuǎn)換器便可實現(xiàn)轉(zhuǎn)換方向的高速切換

可通過串行通信(RS485)實現(xiàn)電流、電壓、轉(zhuǎn)換方向的控制以及狀態(tài)監(jiān)控

1U全支架尺寸的小型、空間節(jié)約型

【主要用途】

對蓄電器件(連接于HVDC總線的鋰離子電池、鉛蓄電池等)進行充放電控制

運用使用馬達的產(chǎn)業(yè)設(shè)備（起重機、電梯、機器人、自動導(dǎo)引運輸車、叉車等）的再生能源

主要規(guī)格、電氣特性

產(chǎn)品外觀：
EZA2500(上)、
EZA11K(下)

審核編輯：彭菁