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第28卷第5期电机与控制学报Vol.28No.5

2024年5月ElectricMachinesandControlMay2024

基于LC谐振单元的多回路开关电容型均衡电路

周国华,刘姝仪,张小兵

(西南交通大学电气工程学院,四川成都610031)

摘要:传统的串并联开关电容型均衡电路在工作过程中会产生影响电路可靠性的冲击电流,为了

改善该问题对电路性能的影响,同时提升电路的均衡速度,提出一种基于LC谐振单元的多回路开

关电容型均衡电路。电路的LC谐振单元由均衡电容串联电感元件组成,所有开关器件均工作在

零电流开关模式下,这将有效降低开关损耗,并有效抑制电路中的冲击电流,从而延长开关器件的

使用寿命,提高电路的可靠性。所提出的均衡电路采用两个LC谐振单元作为储能元件组的组间

均衡支路,可以同时实现储能元件单体与单体之间以及储能元件组与组之间的均衡,在保证均衡精

度的同时,有效地提升电路均衡的速度。详细地分析了电路的特点与工作原理,通过搭建仿真平

台,将所提出电路与现有的同类型均衡电路对比,验证了所提出均衡电路对均衡速度的提升作用。

搭建了五个串联超级电容的实验平台,实验结果表明,所提出的电路可以提升55.85%的均衡速

度,并且对冲击电流有显著的抑制作用。

关键词:储能元件组;开关电容;LC谐振单元;分组均衡;零电流开关;冲击电流

DOI:10.15938/j.emc.2024.05.006

中图分类号:TM71文献标志码:A文章编号:1007-449X(2024)05-0048-12

Multi-loopswitched-capacitorequalizerbasedonLCresonantunit

ZHOUGuohua,LIUShuyi,ZHANGXiaobing

(SchoolofElectricalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)

Abstract:Thetraditionalseries-parallelswitched-capacitorequalizerproducesimpulsecurrentduringits

operation,whichwillaffectthereliabilityofthecircuit.Inordertoimprovetheeffectofthisproblemthat

actsonthecircuitperformance,aswellastoincreasetheequalizationspeedofthecircuit,amulti-loop

switched-capacitorequalizerbasedonLCresonantunitwasproposed.TheLCresonantunitofthiscircuit

iscomposedofequalizingcapacitorinserieswithinductor,alltheswitchescanoperateinzero-current-

switchingmode.Inthisway,theswitchinglosseswillbeeffectivelyreduced,theimpulsecurrentcanbe

effectivelysuppressedaswell,sothatthelifetimeo