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

通過ICT技術等優化電力供應平衡的智能電網實證實驗于各地開展，未來將作為新一代電力基礎設施。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力等可再生能源實現辦公樓等年度零能源收支。在此類系統中，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將會愈發重要。

為此，電源系統需要實現進一步的電力節省。由于電子設備為直流驅動，因此商用交流需要通過電力轉換成為直流后進行運用。但在電力轉換過程中會因半導體器件發熱而產生損失，因此盡可能減少轉換次數將有助于節約電力。為此，在智能電網或ZEB等中構建了通過供應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備，亦或對蓄電池進行充電的直流供電系統備受矚目。

TDK絕緣型雙向DC-DC轉換器EZA系列（TDK-Lambda品牌產品）是在直流供電系統中作為電力轉換平臺的電源，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、最新的開關器件，配合投入先進的數字控制電源技術，實現了極高效率的雙向轉換。除了最大輸出電力為2.5kW的傳統型號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產品。在運用可再生能源的辦公樓、商業設施及公共設施中，通過聯動蓄電系統可實現直流供電、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。

HVDC總線與蓄電系統間無縫切換充放電

直流供電系統中構建300～400V左右的HVDC總線，為直流輸入電氣電子設備供應電力。太陽能發電、風力發電、燃料電池等輸出電力為直流，其還擁有通過聯動HVDC總線可簡單擴展系統的優點。發電產生的電力通過DC-DC轉換器轉換為電壓后供應給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中。在該HVDC總線與蓄電系統之間進行電力交換的電源為雙向DC-DC轉換器。
在以往，如果需要此類電源時只能通過全新開發，或切換使用充電用與放電用的2個DC-DC轉換器。而TDK的雙向DC-DC轉換器EZA系列是通過1臺DC-DC轉換器便可實現充電及放電電力轉換的最尖端電源。

太陽能及風力發電所產生的電力會因日照及風速等而發生變化，因此直流供電系統中HVDC總線電壓的穩定化成為了重要課題。為了穩定電壓，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轉換器EZA系列即使在高效及頻繁的切換工作中也能實現不間斷的無縫電力轉換，在穩定HVDC總線電壓方面表現優異。

圖1所示為TDK雙向DC-DC轉換器EZA系列用于產業及商業中的中小規模蓄電系統中的運用模型。

圖1雙向DC-DC轉換器在中小規模蓄電系統(產業用、商業用)中的運行模型

通過數字控制電源技術可實現多功能化以及靈活的系統設計

雙向DC-DC轉換器EZA系列中采用了TDK所積累的數字控制電源技術。
當前主流的開關方式電源通過反饋監控輸出電壓信息，控制(PWM:脈寬控制)開關器件ON/OFF期間(占空比)來得到穩定的輸出電壓。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轉換器、DSP(數模處理器)以及軟件的數字信號處理電路實現該信號處理的則是數字控制電源(圖2)。

圖2數字控制雙向DC-DC轉換器的電路方框圖與特點

雙向DC-DC轉換器EZA系列通過運用該數字控制技術，不僅可實現小型、高效化，同時還實現了多功能化。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控。

雙向DC-DC轉換器EZA系列的最大特點在于，其不僅能夠在蓄電系統及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)等進行協調，并根據客戶用途靈活構建系統。即使是復雜的控制，也無需開發新專用電源，只需通過數字控制技術，改寫控制參數便可簡單實現。

雙向DC-DC轉換器在產業設備再生能源的使用中也發揮著重要作用

由于電源輸出電力越大效率也會越高，因此數字控制電源還作為xEV(電動車)電源使用。同時，隨著智能電網的普及，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，同時還可與系統電力聯動，為消除耗電高峰及轉移高峰做出貢獻。在此類領域中，雙向DC-DC轉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、自動導引運輸車、叉車等使用馬達的各類產業設備中。此類產業設備會頻繁反復啟停。因此，通過雙向DC-DC轉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儲存電力作為輔助，便可毫不浪費地實現能源再利用，從而達到節約電力的效果。此外，在停電等緊急情況中，還可從電池中向設備供應預備功能電力(圖3)。

圖3通過雙向DC-DC轉換器EZA系列使用產業用馬達再生能源的使用模型

節能、省電是產業社會最重要的課題，電力電子所承擔的作用也將越來越大。而TDK的雙向DC-DC轉換器EZA系列則是結合了以鐵氧體為代表的材料技術、變壓器技術、電路技術、評估技術等長年積累的核心技術而開發的產品。它是面向IoT時代而開發的智能、高性能電源。

雙向DC-DC轉換器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

通過基于數字控制的優化，實現雙向的高效率轉換

由于輸入輸出電壓恒定，因此可進行自律運行，實現轉換方向的自動切換

無需停止轉換器便可實現轉換方向的高速切換

可通過串行通信(RS485)實現電流、電壓、轉換方向的控制以及狀態監控

1U全支架尺寸的小型、空間節約型

【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

運用使用馬達的產業設備（起重機、電梯、機器人、自動導引運輸車、叉車等）的再生能源

主要規格、電氣特性

產品外觀：
EZA2500(上)、
EZA11K(下)

審核編輯：彭菁