CN116365872B - 一种双向直流变换器、控制方法和调节*** - Google Patents
一种双向直流变换器、控制方法和调节*** Download PDFInfo
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Abstract
本申请实施例提供一种双向直流变换器、控制方法和调节***,涉及储能***领域,该方案包括:在双向直流变换器处于升压模式的情况下,调节模块用于,在第一时间段控制第一器件中的第一开关管导通以及控制第二器件中的第二开关管截止,以利用第一电源端所连接的电源为第一电感充电。调节模块还用于在升压模式的第二时间段,控制第一开关管截止以及控制第二开关管导通,在第二开关管导通的时间段内,第一电感处于放电状态,第一电感的电流从第一电源端流向第二电源端。该方案用于解决升压模式和降压模式之间转换时间长的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及储能***领域,尤其涉及一种双向直流变换器、控制方法和调节***。
背景技术
电池作为储能单元的核心部分,在电池放电之后还需要对电池进行充电。双向直流变换器是实现直流电能双向流动的装置,主要应用于混合动力汽车和直流不间断供电***等,实现电池的充电和放电功能。双向直流变换器采用经典升压/降压的电路拓扑,具备升降压双向变换功能。然而现有技术中,在升压模式和降压模式之间的能量转换时,由于可能会出现电流尖峰高等情况,导致升压和降压之间转换时间长的技术问题,甚至可能出现切换间断的现象。
发明内容
本申请实施例提供一种双向直流变换器、控制方法和调节***。该方案用于解决升压模式和降压模式之间转换时间长的技术问题。
第一方面,本申请实施例提供一种双向直流变换器,包括:第一电源端,第二电源端,第一电感,第一器件,第二器件以及调节模块,第一电感的第一端连接第一电源端的一端,第一电感的第二端接第一器件以及第二器件,调节模块分别连接第一器件和第二器件,在双向直流变换器处于升压模式时,第一电感与第一器件构成升压电路,在双向直流变换器处于降压模式时,第一电感与第二器件构成降压电路。在双向直流变换器处于升压模式的情况下,调节模块用于,在第一时间段控制第一器件中的第一开关管导通以及控制第二器件中的第二开关管截止,以利用第一电源端所连接的电源为第一电感充电。调节模块还用于在升压模式的第二时间段,控制第一开关管截止以及控制第二开关管导通,在第二开关管导通的时间段内,第一电感处于放电状态,第一电感的电流从第一电源端流向第二电源端,第二时间段为双向直流变换器由升压模式转换为降压模式之前的一个时间段。
作为一种示例,第一器件包括第一开关管。第二器件包括第二开关管。
本申请实施例提供一种双向直流变换器,通过调节模块分别连接第一器件和第二器件,这样调节模块可以控制第一器件和第二器件,以实现第一器件中的第一开关管和第二器件的第二开关管的导通或者截止;通过调节模块在升压模式的第一时间段,控制第一器件中的第一开关管导通以及控制第二器件中的第二开关管截止,这样,在实现升压的过程中可以利用第一电源端所连接的电源为第一电感充电。然后,通过调节模块在升压模式转降压模式之前的第二时间段,控制第一器件中的第一开关管截止以及控制第二器件中的第二开关管导通,这样第一电感能够放电,由于调节模块在升压模式转降压模式之前提前控制第二开关管导通,并控制第一开关管断开,这样在双向直流变换器中升压模式转换为降压模式的情况下,可以缩短转换的时间,从而解决升压模式和降压模式之间转换时间长的技术问题。
作为一种可能实现的方式,双向直流变换器还包括与第一电源端并联的第一滤波模块,在双向直流变换器处于降压模式的情况下,调节模块用于在降压模式的第三时间段内控制第一开关管截止以及控制第二开关管导通,以利用第二电源端所连接的电源为第一电感以及第一滤波模块充电。调节模块还用于在降压模式的第四时间段,控制第二开关管截止以及控制第一开关管导通,在第一开关管导通的时间段内第一电感、第一滤波模块与第一器件形成第一放电回路,第四时间段为双向直流变换器从降压模式转换为升压模式之前的一个时间段。这样可以在调节模块从降压模式转升压模式之前提前控制第一开关管导通,并控制第二开关管断开,这样在双向直流变换器中升压模式转换为降压模式的情况下,可以缩短转换的时间,从而解决升压模式和降压模式之间转换时间长的技术问题。
作为一种可能实现的方式,双向直流变换器还包括与第一器件并联的第一储能模块和/或,与第二器件并联的第二储能模块,在第一时间段内,第一储能模块还用于利用第一电源端连接的电源充电。在第二开关管导通的第二时间段,第一电感还用于为第二储能模块充电。这样可以为第一储能模块或者第二储能模块充电,且第一电感能够实现放电。
作为一种可能实现的方式,双向直流变换器还包括:与第二电源端并联的第二滤波模块,在第一电感完成放电的情况下,第一储能模块,第一电感和与第一电源端并联的第一滤波模块形成第二放电回路,调节模块还用于控制第一器件中的第一开关管导通,第二放电回路的第二电流与第一电流的流向相反,第一电流为第一电感为第二滤波模块充电时的电流。这样可以减少第一开关管导通时由于电流经过时的阻力,从而降低第一开关管的损耗。
作为一种可能实现的方式,在第一电感完成放电的情况下,第二储能模块、第一储能模块以及第二滤波模块形成第三放电回路,在第二储能模块完成放电的情况下,调节模块还用于控制第二器件中的第二开关管导通。这样可以减少第二开关管导通时由于电流经过时的阻力,从而降低第二开关管的损耗。
第二方面,本申请实施例提供一种双向直流变换器的控制方法,包括:在双向直流变换器处于升压模式的情况下,在第一时间段控制第一器件中的第一开关管导通以及控制第二器件中的第二开关管截止,以利用第一电源端所连接的电源为第一电感充电。在升压模式的第二时间段,控制第一开关管截止以及控制第二开关管导通,在第二开关管导通的时间段内,第一电感处于放电状态,第一电感的电流从第一电源端流向第二电源端,第二时间段为双向直流变换器由升压模式转换为降压模式之前的一个时间段。
本申请实施例提供一种双向直流变换器的控制方法,通过调节模块分别连接第一器件和第二器件,这样调节模块可以控制第一器件和第二器件,以实现第一器件中的第一开关管和第二器件的第二开关管的导通或者截止;通过调节模块在升压模式的第一时间段,控制第一器件中的第一开关管导通以及控制第二器件中的第二开关管截止,这样,在实现升压的过程中可以利用第一电源端所连接的电源为第一电感充电。然后,通过调节模块在升压模式转降压模式之前的第二时间段,控制第一器件中的第一开关管截止以及控制第二器件中的第二开关管导通,这样第一电感能够放电,由于调节模块在升压模式转降压模式之前提前控制第二开关管导通,并控制第一开关管断开,这样在双向直流变换器中升压模式转换为降压模式的情况下,可以缩短转换的时间,从而解决升压模式和降压模式之间转换时间长的技术问题。
作为一种可能实现的方式,在双向直流变换器处于降压模式的情况下,在降压模式的第三时间段内控制第一开关管截止以及控制第二开关管导通,以利用第二电源端所连接的电源为第一电感充电以及第一滤波模块充电。在降压模式的第四时间段,控制第二开关管截止以及控制第一开关管导通,在第一开关管导通的时间段内第一电感、第一滤波模块与第一器件形成第一放电回路,第四时间段为双向直流变换器从降压模式转换为升压模式之前的一个时间段。这样可以在调节模块从降压模式转升压模式之前提前控制第一开关管导通,并控制第二开关管断开,样在双向直流变换器中升压模式转换为降压模式的情况下,可以缩短转换的时间,从而解决升压模式和降压模式之间转换时间长的技术问题。
作为一种可能实现的方式,在第一电感完成放电的情况下,第一储能模块,第一电感和与第一电源端并联的第一滤波模块形成第二放电回路,方法还包括:控制第一器件中的第一开关管导通,第二放电回路的第二电流与第一电流的流向相反,第一电流为第一电感为第二滤波模块充电时的电流。这样可以减少第一开关管导通时由于电流经过时的阻力,从而降低第一开关管的损耗。
作为一种可能实现的方式,在第一电感完成放电的情况下,第二储能模块、第一储能模块以及第二滤波模块形成第三放电回路,在第二储能模块完成放电的情况下,方法还包括:控制第二器件中的第二开关管导通。这样可以减少第二开关管导通时由于电流经过时的阻力,从而降低第二开关管的损耗。
第三方面,本申请实施例提供一种控制双向直流变换器的装置,该控制双向直流变换器的装置可以实现第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的方法,因此也能实现第二方面或第二方面任意可能的实现方式中的有益效果。该控制双向直流变换器的装置可以为双向直流变换器。或者为调节模块,也可以为支持调节模块实现第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的方法的装置,例如应用于调节模块中的芯片或者控制电路。该控制双向直流变换器的装置可以通过软件、硬件、或者通过硬件执行相应的软件实现上述方法。该调节模块可以设置于双向直流变换器内部,也可以是设置于双向直流变换器外部,但是与第一器件和第二器件相连。
作为一种示例,本申请实施例提供一种控制双向直流变换器的装置,该控制双向直流变换器的装置为调节模块或者为应用于调节模块中的芯片,该控制双向直流变换器的装置包括:控制单元。其中,控制单元用于在双向直流变换器处于升压模式的情况下,在第一时间段控制第一器件中的第一开关管导通以及控制第二器件中的第二开关管截止,以利用第一电源端所连接的电源为第一电感充电。控制单元还用于在升压模式的第二时间段,控制第一开关管截止以及控制第二开关管导通,在第二开关管导通的时间段内,第一电感处于放电状态,第一电感的电流从第一电源端流向第二电源端,第二时间段为双向直流变换器由升压模式转换为降压模式之前的一个时间段。
作为一种可能实现的方式,控制单元还用于在双向直流变换器处于降压模式的情况下,在降压模式的第三时间段内控制第一开关管截止以及控制第二开关管导通,以利用第二电源端所连接的电源为第一电感充电以及第一滤波模块充电。控制单元还用于在降压模式的第四时间段,控制第二开关管截止以及控制第一开关管导通。
作为一种可能实现的方式,控制单元还用于控制第一器件中的第一开关管导通,第二放电回路的第二电流与第一电流的流向相反,第一电流为第一电感为第二滤波模块充电时的电流。
作为一种可能实现的方式,控制单元还用于在第二储能模块完成放电的情况下,控制第二器件中的第二开关管导通。
第四方面,本申请实施例提供一种控制双向直流变换器的装置用于实现上述第二方面或第二方面的任一方面的各种可能的设计中的各种方法。该控制双向直流变换器的装置可以为上述调节模块,或者包含上述调节模块的装置,或者应用于调节模块中的部件(例如,芯片)。
第五方面,本申请施例提供一种调节***,该***包括:电池、双向直流变换器和交直流转换器,双向直流变换器为第一方面或第一方面的各个可能的实现方式中所描述的一种双向直流变换器。
第六方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令,当计算机程序或指令在计算机上运行时,使得计算机执行如第二方面至第二方面的任意一种可能的实现方式中描述的一种双向直流变换器的控制方法。
第七方面,本申请实施例提供一种包括指令的计算机程序产品,当指令在计算机上运行时,使得计算机执行第二方面或第二方面的各种可能的实现方式中描述的一种双向直流变换器的控制方法。
第八方面,本申请实施例提供一种芯片,该芯片包括处理器和通信接口,通信接口和处理器耦合,处理器用于运行计算机程序或指令,以实现第二方面或第二方面的各种可能的实现方式中所描述的一种双向直流变换器的控制方法。通信接口用于与芯片之外的其它模块进行通信。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种双向直流变换器的电路示意图;
图2为本申请实施例提供的一种调节***的示意图;
图3为本申请实施例提供的一种调节模块的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种升压模式的方法流程图;
图5为本申请实施例提供的一种降压模式的方法流程图;
图6为本申请实施例提供的一种升压模式的时序图;
图7为本申请实施例提供的一种降压模式的时序图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在介绍本申请实施例之前,首先对本申请涉及的相关名词进行如下释义:
(1)、双向直流变换器: 实现直流电能双向流动的装置,主要应用于混合动力汽车和直流不间断供电***等,由两个单向的直流变换器构成。该变换器可以实现恒压或恒功率的充电、放电及转换等,且兼容多种不同配置和型号的蓄电池。
(2)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transisto,绝缘栅双极型晶体管):是由双极性三极管(Bipolar Junction Transistor,BJT)和绝缘栅型场效应管(Metal OxideSemiconductor,MOS)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)的高输入阻抗和电力晶体管(Giant Transistor,GTR)的低导通压降两方面的优点。
(3)、交直流转换器(AC-DC converter):用于交流电和直流电之间的转换。在调节***中,交直流转换器用于将电池输出的直流电转换为向其他设备(比如负载设备)供电的交流电;或者,交直流转换器用于将供电设备(比如市电)输出的交流电转换为向电池充电的直流电。
电池作为储能单元的核心部分,在电池放电之后还需要对电池进行充电。双向直流变换器是实现直流电能双向流动的装置,主要应用于混合动力汽车和直流不间断供电***等,实现电池的充电和放电功能。
双向直流变换器采用经典升压/降压的电路拓扑,具备升降压双向变换功能。示例性的,如图1所示,当电流从第一电源端101流向第二电源端102时,直流变换器处于升压模式(Boost),实现升压的功能,比如电池放电的功能;当电流从第二电源端102流向第一电源端101时,双向直流变换器处于降压模式(Buck),实现降压的功能,比如为电池充电的功能。
然而现有技术中,在升压模式和降压模式之间的能量转换时,由于可能会出现电流尖峰高等情况,导致升压和降压之间转换时间长的技术问题,甚至可能出现切换间断的现象。
因此,本申请所提供的方案为一种双向直流变换器、方法和调节模块,该方案用于解决升压模式和降压模式之间转换时间长的技术问题。
实施例一:
如图1所示,图1示出了本申请实施例提供的一种双向直流变换器的电路示意图,包括:第一电源端101、第二电源端102、第一电感103、第一器件104、第二器件105、以及调节模块106。其中,调节模块106分别与第一器件104和第二器件105连接。第一电感103的第一端接第一电源端101的一端。第一电感103的第二端分别与第一器件104和第二器件105连接。比如,第一电感103的第一端与第一电源端101的正极连接。
示例性的,在双向直流变换器处于升压模式的情况下,第一电感103与第一器件104构成升压电路,双向直流变换器中的电流从第一电源端101流向第二电源端102。
作为一种示例,在双向直流变换器处于升压模式的情况下,在第一时间段内,调节模块106控制第一器件104中的第一开关管导通以及控制第二器件105中的第二开关管截止,以利用第一电源端101所连接的电源为第一电感103充电。在第二时间段内,调节模块106控制第一器件104中的第一开关管截止,这样,第一电感103处于放电状态,其放电的电流流向第二电源端102,从而使由第一电源端101和第一电感103所组成的第一输入端的电压大于由第二电源端102所组成的第一输出端,电流可以从第一输入端流向第一输出端,从而实现升压。
当然,在第二时间段内,调节模块106还控制第二器件105中的第二开关管导通。由于降压模式需要控制第二器件105中的第二开关管导通,因此在升压模式的第二时间段内提前控制第二器件105中的第二开关管导通,可以为从升压模式转换为降压模式做准备状态。比如,如果在升压模式的第二时间段内,双向直流变换器已提前转换为降压模式时,电路中的第二器件105中的第二开关管已经导通,不需要重新发送控制第二器件105中的第二开关管导通的信号。
需要解释的是,为了保证双向直流变换器在第一时间段和第二时间段处于升压模式中,需要调节第一器件104的第一开关管导通,第二器件105的第二开关管截止的时间在升压模式中的第一占空比。关于如何调节第一占空比,以保证双向直流变换器处于升压模式,可以参考现有技术,此处不再赘述。
值得说明的是,第一时间段和第二时间段为双向直流变换器处于升压模式的时间段。
示例性的,在双向直流变换器处于降压模式的情况下,第一电感103与第二器件105构成降压电路,双向直流变换器中电流由第二电源端102流向第一电源端101。
作为一种示例,在双向直流变换器处于降压模式的情况下,在第三时间段内,调节模块106控制第二器件105中的第二开关管导通以及控制第一器件104中的第一开关管截止,以利用第二电源端102所连接的电源为第一电感103充电。在第四时间段内,调节模块106控制第二器件105中的第二开关管截止,这样,第一电感103处于放电状态,第一电感103开始放电,其放电的电流流向第一电源端101,从而使由第二电源端102和第一电感103所组成的第二输入端的电压大于由第一电源端101所组成的第二输出端,电流可以从第二输入端流向第二输出端,从而实现降压。
值得说明的是,第三时间段和第四时间段为双向直流变换器处于升压模式的时间段。
当然,在第四时间段内,调节模块106还控制第一器件104中的第一开关管导通。由于升压模式需要控制第一器件104中的第一开关管导通,因此在降压模式的第四时间段内(即降压模式转为升压模式之前的一个时间段)提前控制第一器件104中的第一开关管导通,可以为从降压模式转换为升压模式做准备状态。比如,如果在降压模式的第四时间段内,双向直流变换器需要转换为升压模式时,电路中的第一器件104中的第一开关管已经导通,不需要重新发送控制第一器件104中的第一开关管导通的信号。
需要解释的是,为了保证双向直流变换器在第三时间段和第四时间段中处于降压模式中,需要调节第一器件104的第一开关管截止,第二器件105的第二开关管导通在降压模式中的第二占空比。关于如何调节第二占空比,以保证双向直流变换器处于降压模式,可以参考现有技术,此处不再赘述。
值得说明的是,调节模块用于在确定双向直流变换器从降压模式转换为升压模式的情况下,便会提前控制第二开关管断开,第一开关管闭合。调节模块用于在确定双向直流变换器从升压模式转换为降压模式的情况下,便会提前控制第一开关管断开,第二开关管闭合。
可以理解的是,在第一电感103处于放电状态时,第一电感103释放的电流通过第二器件105给第二滤波模块充电。
值得说明的是,根据上述第一占空比和第二占空比的解释,可以理解的是,本申请实施例中,在升压模式中的第二时间段中调节模块106第一开关管截止以及第二开关管导通,和在降压模式中的第三时间段中调节模块106第一开关管截止以及第二开关管导通的区别点在于,第二时间段中第一开关管截止以及第二开关管导通的时间在整个升压模式中的占空比小,而第三时间段中第一开关管截止以及第二开关管导通的时间在整个降压模式中的占空比大。
同理可以得到,在降压模式中的第四时间段中第一开关管导通以及第二开关管截止的时间在整个降压模式中的占空比小,而在升压模式中的第一时间段中,第一开关管导通以及第二开关管截止的时间在整个升压模式中的占空比大。
本申请实施例中在升压模式的第二时间段内,第一开关管截止,第二开关管导通时,第二开关管也在动作。第二时间段内打开第二开关管的目的,就是为了由升压模式转降压模式的转变提供实时条件。
示例性的,升压模式的第一时间段可以是双向直流变换器开始进行升压模式的初始时间段,也可以是双向直流变换器进行升压模式循环时下一个循环的初始时间段。
可以理解的是,双向直流变换器进行升压模式可以进行多次循环,比如,在升压模式的第一时间段,调节模块106控制第一器件104中的第一开关管导通以及控制第二器件105中的第二开关管截止,此时,第一电源端101连接的电源为第一电感103充电;在进行升压模式的第二时间段,调节模块106第一器件104中的第一开关管截止,以及控制第二器件105中的第二开关管导通,此时,第一电感103放电。在第一电感103放电结束的情况下,调节模块106还需要继续控制第一器件104中的第一开关管导通,以及控制第二器件105中的第二开关管截止,这样可以实现升压模式中第一时间段和第二时间段交替循环。
其中,第二时间段为双向直流变换器由升压模式转换为降压模式之前的一个时间段。可以理解的是,第二时间段可以为双向直流变换转换为降压模式的预准备状态。即如果双向直流变换器需要从升压模式转换为降压模式,在第二时间段中,由于调节模块106控制第一开关管截止以及控制第二开关管导通,可以为降压模式做预准备状态。
需要解释的是,由于第二时间段为升压模式中的一个时间段,因此在第二时间段中如果双向直流变换器依然保持升压模式的情况下,在第一电感103放完电的情况下,进行升压模式的下一个阶段,即调节模块106继续控制第一开关管导通,第二开关管截止。关于升压模式的下一个阶段的描述,可以参考下述实施例。
具体的,当双向直流变换器处于升压模式的情况下,第一器件104的第一开关管导通,第二器件105的第二开关管截止,从第一电源端101的正极出发的第一电流,其中一部分的第一电流通过第一器件104的第一开关管,流向第一电源端101的负极;一部分的第一电流通过第二器件105,流向第二电源端102。在此期间,第一电流还为第一电感103充电。在第二时间段,由于第一器件104的第一开关管截止,第一电感103进行放电,由于第一电感103和第一电源端101组成的第一输入端的电压大于第二电源端102所组成的第一输出端的电压,此时双向直流变换器实现升压。
其中,调节模块106可以用于控制第一器件104和/或第二器件105工作。比如,调节模块可以闭合第一器件104的第一开关管,使电流能够通过第一器件104的第一开关管。
其中,通过第一器件104的第一开关管的导通或截止,以及第二器件105的第二开关管的导通和截止,可以用于实现双向直流变换器的电路的升压功能和降压功能。比如,在第一器件104的第一开关管导通和截止相互交替的情况下,双向直流变换器的电路可以实现升压功能,比如电池进行放电。在第二器件105的第二开关管导通和截止相互交替的情况下,双向直流变换器的电路可以实现降压功能,比如对电池进行充电。
比如,第一电源端101可以与电池连接,第二电源端102通过直流母线和交直流变换器,与外部市电连接。
本申请实施例提供一种双向直流变换器,通过调节模块分别连接第一器件和第二器件,这样调节模块可以控制第一器件和第二器件,以实现第一器件中的第一开关管和第二器件的第二开关管的导通或者截止;通过调节模块在升压模式的第一时间段,控制第一器件中的第一开关管导通以及控制第二器件中的第二开关管截止,这样,在实现升压的过程中可以利用第一电源端所连接的电源为第一电感充电。然后,通过调节模块在升压模式转降压模式之前的第二时间段,控制第一器件中的第一开关管截止以及控制第二器件中的第二开关管导通,这样第一电感能够放电,由于调节模块在升压模式转降压模式之前提前控制第二开关管导通,并控制第一开关管断开,这样在双向直流变换器中升压模式转换为降压模式的情况下,可以缩短转换的时间,从而解决升压模式和降压模式之间转换时间长的技术问题。
示例性的,第一器件104和第二器件105可以图1中的IGBT元件。IGBT元件包括栅极(grid,G)、发射极(emitter electrode,E)和集电极(collector,C)。IGBT元件包括开关管,具有开关的作用。比如,在给栅极加正向电压时实现IGBT的开关管导通。反之,在给栅极加反向电压时实现GBT的开关管截止。开关管在导通的时候,开关管的电路经过集电极到栅极再到集电极。IGBT还具有允许单一方向上电流通过的作用,比如,IGBT的发射极和集电极作为IGBT的两端,电流可以从发射极流向集电极,而无法从集电极流向发射极。
其中,第一开关管通过栅极1导通或截止。其中,发射极1为正极1,集电极1为负极1。第一开关管的栅极1分别与发射极1和集电极1连接,且栅极1到发射极1的电路为导通的电路,发射极1到栅极1的电路为不导通的电路。这样,电流可以既可以通过从发射极1到集电极1的电路,也可以通过从集电极1到栅极1再到发射极1的电路。
相应的,第二开关管通过栅极2导通或截止。其中,发射极2为正极2,集电极2为负极2。第一开关管的栅极2分别与发射极2和集电极2连接,且栅极2到发射极2的电路为导通的电路,发射极2到栅极2的电路为不导通的电路。这样,电流可以既可以通过从发射极2到集电极2的电路,也可以通过从集电极2到栅极2再到发射极2的电路。
示例性的,如图1所示,第一开关管的栅极与调节模块106连接。第一开关管的发射极与第一电源端101的负极连接,第一开关管的集电极分别与第一电感103的第二端和第二开关管的发射极连接。调节模块106通过向第一开关管的栅极加正向电压以实现第一开关管的开关管导通,电流能够从发射极流向集电极。
示例性的,如图1所示,第二开关管的栅极与调节模块106连接。第二开关管的发射极分别与第一电感103的第二端和第一开关管的集电极连接,第二开关管的集电极与第二电源端102的正极连接。调节模块106通过向第二开关管的栅极加正向电压以实现第二开关管导通,电流能够从第二开关管发射极流向第二开关管的集电极。
上述实施例描述了双向直流变换器中调节模块106通过在第二时间段控制第一开关管截止,第二开关管导通,以缩短从升压模式转换为降压模式时的转换时间,下述将描述双向直流变换器如何缩短从降压模式转为升压模式的时间。
可选的,本申请实施例提供的一种双向直流变换器的电路示意图还包括:第一储能模块107、第二储能模块108、第一滤波模块109和第二滤波模块110中的至少一个。其中,第一滤波模块109与第一电源端101并联。第二滤波模块110与第二电源端102并联。
其中,第一储能模块107与第一器件104并联,第二储能模块108与第二器件105并联。示例性的,第一储能模块107可以是并联在第一器件104上的电容。第二储能模块108可以是并联在第二器件105上的电容。
其中,第一滤波模块109具有调节第一电源端101的电压的脉动;相应的,第二滤波模块110具有调节第二电源端102的电压的脉动。需要解释的是,电压的脉动是指该电压在一个周期内变化的幅度。可选的,第一滤波模块109和第二滤波模块110还具有储能作用。
示例性的,如图1所示,第一滤波模块109和第二滤波模块110可以是电容。
在本申请的一种可能的实施例中,第一电源端101并联有第一滤波模块109,在双向直流变换器处于降压模式的情况下,调节模块106用于在降压模式的第三时间段内控制第一开关管截止以及控制第二开关管导通,以利用第二电源端102所连接的电源为第一电感103充电以及第一滤波模块109充电。也即这时电流回路为第二储能模块108、第一电感103和第一滤波模块109。在第二储能模块108充满电之后,电流回路转为第二器件105、第一电感103和第一滤波模块109,直到第二器件105的第二开关管截止。
调节模块106还用于在降压模式的第四时间段,控制第二开关管截止以及控制第一开关管导通,在第一开关管导通的时间段内第一电感103、第一滤波模块109与第一器件104形成第一放电回路。通过形成第一放电回路,第一电感103进行放电,并对第一滤波模块109充电。由于第一电感103进行处于放电状态,其放电的电流流向第一电源端101,从而使第二电源端102和第一电感103所组成的第二输入端的电压大于由第一电源端101所组成的第二输出端,电流可以从第二输入端流向第二输出端,从而实现降压。
可以理解的是,在第四时间段内,控制第一开关器件导通,是为了转换成升压模式做准备。可以理解的是,在第一放电回路中第一电感103放电,电流由第一电感103流向第一滤波模块109,再通过第一器件104流向第一电感103。
可以理解的是,降压模式的第三时间段可以是双向直流变换器开始进行降压模式的初始时间段,也可以是双向直流变换器进行降压模式循环时下一个循环的初始时间段。
可以理解的是,双向直流变换器进行降压模式可以进行多次循环,比如,在降压模式的第三时间段,调节模块106控制第二器件105中的第二开关管导通以及控制第一器件104中的第一开关管截止,此时,第二电源端102连接的电源为第一电感103充电。在降压模式的第四时间段,调节模块106控制第二器件105中的第二开关管截止,以及控制第一器件104中的第一开关管导通,此时,第一电感103放电。在第一电感103放电结束的情况下,调节模块106还需要继续控制第二器件105中的第二开关管导通,以及控制第一器件104中的第一开关管截止,这样可以实现降压模式中第三时间段和第四时间段交替循环。
其中,第四时间段为双向直流变换器从降压模式转换为升压模式之前的一个时间段。
可以理解的是,第四时间段可以为双向直流变换器转换为升压模式的预准备状态。即,在第四时间段中,如果双向直流变换器需要从降压模式转换为升压模式,通过第四时间段中,调节模块106控制第二开关管截止以及控制第一开关管导通,可以为升压模式做预准备状态。
需要解释的是,由于第四时间段为降压模式中的一个时间段,因此在第四时间段中如果双向直流变换器依然保持降压模式的情况下,在第一电感103放完电的情况下,进行降压模式的下一个阶段。即,调节模块106继续控制第一开关导通,第二开关管截止。关于降压模式的下一个阶段的描述,可以参考下述实施例。
其中,在第一放电回路中,第一电感103通过放电,为第一放电回路中的第一滤波模块109充电。
作为一种示例,如图1所示,在双向直流变换器处于降压模式的第三时间段的情况下,电路中的第二电流从第二电源端102流向第一电源端101。在第二器件105中的第二开关管导通,且第一器件104中的第一开关管截止的情况下,第二电流从第二电源端102的正极出发,实现第二电源端102的电源为第一电感103充电。
作为另一种示例,如图1所示,在双向直流变换器处于降压模式的第四时间段的情况下,调节模块106控制第二器件105中的第二开关管截止以及控制第一器件104中的第一开关管导通,第一电感103、第一滤波模块109与第一器件104中的第一开关管形成第一放电回路,第一电感103放电,且为第一滤波模块109充电。由于控制第二器件105中的第二开关管截止,第一电感103处于放电状态,因此由于第一电感103的加入,第一电感103和第二电源端102组成的第二输入端两端的电压大于由第一电源端101组成的第二输出端两端的电压,则实现双向直流变换器的降压。
需要解释的是,由于调节模块106在降压模式的第四时间段控制第一器件104中的第一开关管导通,且第一电感103为第二滤波模块110充电,这样通过提前控制第一器件104中的第一开关管导通,使双向直流变换器处于作为升压模式的预准备状态,从而缩短了双向直流变换器中由降压模式转换为升压模式的转换时间。
具体的,当双向直流变换器处于降压模式的情况下,第二器件105的第二开关管导通,第一器件104的第一开关管截止,从第二电源端102的正极出发的第二电流,第二电流通过第二器件105的第二开关管,流过第一电感103,并流向第一电源端101。在此期间,第二电流还为第一电感103充电。在第四时间段,由于第二器件105的第二开关管截止,第一器件104的第一开关管导通,第一电感103进行放电,由于第一电感103和第二电源端102组成的第二输入端的电压大于第一电源端101所组成的第二输出端的电压,此时双向直流变换器实现降压。
本申请实施例中第一时间段、第二时间段、第三时间段、第四时间段的时长可以根据调节模块106控制第一器件104和第二器件105时的开关频率来设置,比如,开关频率80KHz,设置300nS。
其中,第一电感103用于在双向直流变换器的电路处于升压模式或者降压模式的情况下,能够存储能量。第一电感103也用于在回路中对其他具有储能功能的元件进行充电。
作为一种示例,如图1所示,在调节模块106控制第一器件104中的第一开关管导通以及控制第二器件105中的第二开关管截止的情况下,第一电流从第一电源端101的正极出发,由于第一电感103自感阻碍第一电流,第一电感103进行充电。
作为另一种示例,如图1所示,在调节模块控制第一器件104中的第一开关管截止以及控制第二器件105中的第二开关管导通的情况下,第一电感103可以进行放电。第一电感103可以通过第二器件105的第二开关管,流向第二电源端。由于控制第一器件104中的第一开关管截止,第一电感103处于放电状态,因此由于第一电感103的加入,第一电感103和第一电源端101组成的第一输入端两端的电压大于由第二电源端102组成的第一输出端两端的电压,因此实现双向直流变换器的升压。
需要解释的是,在第一电感103加入之前,由第一电源端101组成的输入端与由第二电源端102组成的输出端保持平衡,即该输入端两端的电压等于输出端两端的电压。
需要解释的是,由于调节模块106在升压模式的第二时间段控制第二器件105中的第二开关管导通,这样通过提前控制第二器件105中的第二开关管导通,使双向直流变换器处于作为降压模式的预准备状态,从而缩短了双向直流变换器中由升压模式转换为降压模式的转换时间。
在本申请的一种可能的实施例中,在第一时间段内,第一储能模块107还用于利用第一电源端101连接的电源充电。在第二开关管导通的第二时间段,第一电感103还用于为第二储能模块108充电。
作为一种示例,第一电感103可以为第二储能模块108充电。这样,在第二时间段中双向直流变换器中的升压模式转换为降压模式的情况下,第二储能模块108完成充电,从而减少了升压模式转换为降压模式的时间,提高转换效率。
在本申请的一种可能的实施例中,在第一电感103电流完成放电的情况下,第一储能模块107,第一电感103和与第一电源端101并联的第一滤波模块109形成第二放电回路,调节模块106还用于控制第一器件104中的第一开关管导通。
其中,第二放电回路的第二电流与第一电流的流向相反,第一电流为第一电感103为第二滤波模块110充电时的电流。
需要解释的是,在第一电感103的电流完成放电的情况下,第一电感103的电流需要在一段时间内,与第一电流的方向相反,且该电流的大小趋近于零。因此,第一器件104两端的电压趋近于零。此时,调节模块106控制第一器件104中的第一开关管导通,这样可以减少第一开关管导通时由于电流经过时的阻力,从而降低第一开关管的损耗。
在本申请的一种可能的实施例中,在第一电感电流103完成放电的情况下,第二储能模块108、第一储能模块107以及第二滤波模块110形成第三放电回路,在第二储能模块108完成放电的情况下,调节模块106,还用于控制第二器件105中的第二开关管导通。
需要解释的是,在降压模式中,第一电感电流103完成放电的情况下,第一电感103在一段时间内与第一电感电流103放电时的电流方向相反。
作为一种示例,第二储能模块108、第一储能模块107以及第二滤波模块110形成第三放电回路,第二储能模块108进行放电。在第二储能模块108完成放电时,第二器件105两端的电压为零,因此流经第二器件105的电流为零,此时,调节模块106可以在没有电流经过的情况下控制第二器件105的第二开关管导通,从而降低第二开关管的损耗。
实施例二:
需要解释的是,如图2所示,图2示出了本申请实施例提供的一种调节***,该***包括:双向直流变换器100、电池200、直流母线300和交直流转换器400。
示例性的,双向直流变换器100分别与电池200和直流母线300连接。具体的,双向直流变换器100的第一电源端101可以与电池连接,双向直流变换器100的第二电源端102可以与直流母线300连接。
示例性的,直流母线300与交直流转换器400连接。交直流转换器400可以和外接的负载设备或者供电设备连接。
作为一种示例,电池200具有放电功能。在电池200为其他负载设备供电时,双向直流变换器100处于升压模式,即电路中的电流可以从第一电源端101流向第二电源端102。然后,双向直流变换器100将电能通过直流母线300,传输给交直流转换器400,此时由直流母线300传输的直流电通过交直流转换器400转换为交流电,然后传输给其他负载设备。这样可以实现电池200为其他负载设备供电。
作为另一种示例,电池200可以存储电能。在其他供电设备(比如市电)为电池200充电时,其他供电设备传输的交流电通过交直流转换器400转换为直流电,然后经过直流母线300传输给双向直流变换器100的第二电源端102。此时,双向直流变换器100处于降压模式,即电路中的电流可以从第二电源端102流向第一电源端101,然后由第一电源端101传输给电池。
实施例三:
如图3所示,图3示出了本申请实施例提供的一种调节模块106的内部结构示意图。调节模块106包括:控制单元1081、逻辑单元1082和驱动单元1083。
示例性的,控制单元1081分别与逻辑单元1082和驱动单元1083连接;逻辑单元1082和驱动单元1083连接。
其中,控制单元1081用于指示驱动单元1083,实现对双向直流变换器中的第一器件104和第二器件105的控制。控制单元1081可以是微控制单元(Microcontroller Unit,MCU),本申请实施例对此不作限定。
示例性的,控制单元1081可以根据预设的时序控制第一器件104和第二器件105。比如,控制单元1081在第一时间段控制第一器件104中的第一开关管导通,以及控制第二器件105中的第二开关管截止。再比如,控制单元1081在第二时间段控制第二器件105中的第二开关管导通,以及控制第一器件104中的第一开关管截止。
逻辑单元1082具有实现电路中逻辑指示功能,比如逻辑单元1082可以具有逻辑代数“非”的功能,或者具有逻辑代数“是”的功能。比如,当逻辑单元1082具有逻辑代数“非”的功能的情况下,逻辑单元1082的输入端为高电平(高电平可以是逻辑“是”),则输出端为低电平(低电平可以是逻辑“非”)。
驱动单元1083的输出端与第一器件104和第二器件105连接,用于向第一器件104和第二器件105发送脉冲信号。比如,在调节模块106中的控制单元1081需要控制第一器件104的第一开关管导通的情况下,驱动单元1083向第一器件104发送一个脉冲信号,该脉冲信号用于控制第一器件104的第一开关管或者第二器件105的第二开关管导通或截止。
在本申请实施例中,一种双向直流变换器的控制方法的执行主体的具体结构,本申请实施例并未特别限定,只要可以通过运行记录有本申请实施例的一种双向直流变换器的控制方法的代码的程序,以根据本申请实施例的一种双向直流变换器的控制方法进行通信即可。例如,本申请实施例提供的一种双向直流变换器的控制方法的执行主体可以是调节模块中能够调用程序并执行程序的功能模块,或者为应用于调节模块中的一种控制双向直流变换器的装置,例如,芯片。
实施例三:
如图4所示,图4示出了本申请实施例提供的一种双向直流变换器的控制方法的流程示意图,该方法应用于双向直流变换器中。比如,该方法可以由双向直流变换器中的调节模块执行,该方法包括:
示例性的,该方法所应用的调节模块可以是上述实施例中任一所描述的调节模块。
需要解释的是,本实施例中所提供一种双向直流变换器的控制方法,可以参考上述实施例一的内容,此处不再赘述。
步骤401、在双向直流变换器处于升压模式的情况下,调节模块在第一时间段控制第一器件中的第一开关管导通以及控制第二器件中的第二开关管截止,以利用第一电源端所连接的电源为第一电感充电。
如实施例一所述,第一电源端101所连接的电源可以为电池。
步骤402、在升压模式的第二时间段,调节模块控制第一开关管截止以及控制第二开关管导通。
其中,在第二开关管导通的时间段内,第一电感处于放电状态,第一电感的电流从第一电源端流向第二电源端,第二时间段为双向直流变换器由升压模式转换为降压模式之前的一个时间段。
如实施例一所述,由于调节模块在升压模式的第二时间段控制第二器件中的第二开关管导通,这样通过提前控制第二器件中的第二开关管导通,使双向直流变换器处于作为降压模式的预准备状态,从而缩短了双向直流变换器中由升压模式转换为降压模式的转换时间。
本申请实施例提供一种双向直流变换器的控制方法,通过调节模块分别连接第一器件和第二器件,这样调节模块可以控制第一器件和第二器件,以实现第一器件中的第一开关管和第二器件的第二开关管的导通或者截止;通过调节模块在升压模式的第一时间段,控制第一器件中的第一开关管导通以及控制第二器件中的第二开关管截止,这样,在实现升压的过程中可以利用第一电源端所连接的电源为第一电感充电。然后,通过调节模块在升压模式转降压模式之前的第二时间段,控制第一器件中的第一开关管截止以及控制第二器件中的第二开关管导通,这样第一电感能够放电,由于调节模块在升压模式转降压模式之前提前控制第二开关管导通,并控制第一开关管断开,这样在双向直流变换器中升压模式转换为降压模式的情况下,可以缩短转换的时间,从而解决升压模式和降压模式之间转换时间长的技术问题。
在本申请的一种可能的实施例中,如图5所示的另一种双向直流变换器的控制方法的流程示意图,本申请实施例所提供的方法还包括:
步骤501、在双向直流变换器处于降压模式的情况下,调节模块在降压模式的第三时间段内控制第一开关管截止以及控制第二开关管导通,以利用第二电源端所连接的电源为第一电感充电以及第一滤波模块充电。
步骤502、在降压模式的第四时间段,调节模块控制第二开关管截止以及控制第一开关管导通,在第一开关管导通的时间段内第一电感、第一滤波模块与第一器件形成第一放电回路。
其中,第四时间段为双向直流变换器从降压模式转换为升压模式之前的一个时间段。
如实施例一所述,由于调节模块在降压模式的第四时间段控制第一器件中的第一开关管导通,且第一电感为第二滤波模块充电,这样通过提前控制第一器件中的第一开关管导通,使双向直流变换器处于作为升压模式的预准备状态,从而缩短了双向直流变换器中由降压模式转换为升压模式的转换时间。
在本申请的一种可能的实施例中,在第一时间段内,第一储能模块利用第一电源端连接的电源充电。在第二开关管导通的第二时间段,第一电感还为第二储能模块充电。
如实施例一所述,第一电感可以为第二储能模块充电。这样,在第二时间段中双向直流变换器中的升压模式转换为降压模式的情况下,第二储能模块完成充电,从而减少了升压模式转换为降压模式的时间,提高转换效率。
在本申请的一种可能的实施例中,在步骤402之后,本申请实施例所提供的方法还包括:
步骤403、在第一电感完成放电的情况下,第一储能模块,第一电感和与第一电源端并联的第一滤波模块形成第二放电回路,调节模块控制第一器件中的第一开关管导通。
其中,第二放电回路的第二电流与第一电流的流向相反,第一电流为第一电感为第二滤波模块充电时的电流。
如实施例一所述,在第一电感的电流完成放电的情况下,第一电感的电流需要在一段时间内,与第一电流的方向相反,且该电流的大小趋近于零。因此,第一器件两端的电压趋近于零。此时,调节模块控制第一器件中的第一开关管导通,这样可以减少第一开关管导通时由于电流经过时的阻力,从而降低第一开关管的损耗。
在本申请的一种可能的实施例中,在步骤502之后,本申请实施例所提供的方法还包括:
步骤503、在第一电感完成放电的情况下,第二储能模块、第一储能模块以及第二滤波模块形成第三放电回路,在第二储能模块完成放电的情况下,调节模块控制第二器件中的第二开关管导通。
如实施例一所述,第二储能模块、第一储能模块以及第二滤波模块形成第三放电回路,第二储能模块进行放电。在第二储能模块完成放电时,第二器件两端的电压为零,因此流经第二器件的电流为零,此时,调节模块可以在没有电流经过的情况下控制第二器件的第二开关管导通,从而降低第二开关管的损耗。
为了更好的理解双向直流变换器处于升压模式时的第一时间段、第二时间段,以及第一电感电流完成放电时的时间段,作为一种示例,如图6所示,升压模式时的第一时间段为状态a1、第二时间段为状态a2,第一电感电流完成放电时的时间段为状态a3来描述本申请实施例中双向直流变换器处于升压模式的情况。在状态a1时,调节模块106控制第一器件104的第一开关管导通,以及控制第二器件105的第二开关管截止,该回路包括第一电源端101、第一电感103以及第一储能模块107。此时,如图6所示,流过第一电感103的电流逐渐增大。由于第一器件104的第一开关管导通,因此此时如图6所示,第一器件104两端的电压为零,由于第一开关管导通时需要一定的时间,从第一器件104流过的电流是逐渐增大的过程。由于第二开关管截止,此时第二器件105两端的电压即为第一电源端101和第二电源端102两端的电压差。在状态a2时,调节模块106控制第二器件105的第二开关管导通,以及控制第一器件104的第一开关管截止,第一电感103放电。第一电感103先为第二储能模块108充电,然后通过第二器件105给第二滤波模块110充电。因此,流过第一电感的电流逐渐减小,逐渐为零。由于第一器件104的第一开关管截止,则第一器件104两端的电压为第一电感103和第一电源端101所组成的第一输入端两端的电压,由于第二器件105的第二开关管导通,因此第二器件105两端的电压为零。在状态a3时,由于第一电感103放电为零后,电流在一段时间内会反向流动。此时,第一储能模块107、第一电感103和第一滤波模块109形成放电回路。在第一电感103的电流反向且电流逐渐为零时,调节模块106控制第一器件104的第一开关管导通,第一器件104两端的电压为零,电流逐渐增大。而在调节模块106控制第二器件105的第二开关管截止的情况下,第二器件105两端的电压即为第一电源端101和第二电源端102两端的电压差。
为了更好的理解双向直流变换器处于降压模式时的第三时间段、第四时间段,以及第一电感电流完成放电时的时间段,作为一种示例,如图7所示,升压模式时的第三时间段为状态b1、第四时间段为状态b2,第一电感电流完成放电时的时间段为状态b3来描述本申请实施例中双向直流变换器处于降压模式的情况。在状态b1时,调节模块106控制第二器件105的第二开关管导通,以及控制第一器件104的第一开关管截止,电流从第二电源端的正极出发,该放电回路包括第二储能模块108、第一电感103和第一滤波模块109。此时,如图6所示,流过第一电感103的电流逐渐增大。由于第二器件105的第二开关管导通,因此此时如图7所示,第二器件105两端的电压为零,由于第二开关管导通时需要一定的时间,因此从第二器件105流过的电流是逐渐增大的过程。由于第一开关管截止,此时第一器件104两端的电压即为第二电源端102和第一电源端101两端的电压差。在状态b2时,调节模块106控制第一器件104的第一开关管导通,以及控制第二器件105的第二开关管截止,第一电感103放电,形成第一电感103、第一储能模块107和第一器件104的放电回路。因此,第一电感放电时,流过第一电感的电流逐渐减小,逐渐为零。由于第二器件105的第二开关管截止,则第二器件105两端的电压为第一电感103和第二电源端102的电压差,由于第一器件104的第一开关管导通,因此第一器件104两端的电压为零。在状态b3时,由于第一电感103放电为零后,电流在一段时间内会反向流动。此时,第二储能模块108、第一储能模块107和第二滤波模块110形成放电回路,第二储能模块108放电完成后,调节模块106控制第二器件105的第二开关管导通,第二器件105两端的电压为零,电流逐渐增大。而在调节模块106控制第一器件104的第一开关管截止的情况下,第一器件104两端的电压即为第一电源端101和第一电感103与第二电源端102两端的电压差。
由于第一电感103在升压模式或者降压模式中进行放电时,在电流为零后需要继续反向放电。由于第一电感103反向放电且电流为零时,第一器件104或第二器件105两端的电压为零。此时,调节模块106控制第一器件104或第二器件105导通。通过这样的方式,可以避免第一器件104或第二器件105的损耗。因此,为了确定第一电感103正向放电结束后会反向放电,作为一种可能实现的方式,本申请实施例提供了一种确定第一电感103正向放电时的最大电流的预设区间。该预设区间用于实现第一电感103在正向放电后进行反向放电。
示例性的,以双向直流变换器处于降压模式为例进行描述。预设区间的上限值的计算公式可以为:
Imax=(V1-V2)*D*T/2L+Iout。
预设区间的下限值的计算公式可以为:
Imin=(Vhigh-Vlow)*D*T/2L-Iout。
其中,Imax为预设区间的上限值,Imin为预设区间的下限值。V1为第二电源端102两端的电压值,V2为第一电源端101两端的电压值,D为第二占空比。T为降压模式中调节模块106控制第二器件105的第二开关管导通到下一次控制第二器件105的第二开关管导通的时间。L为第一电感103的大小。Iout为第一电源端101输出的电流大小。
可以理解的是,各个设备,例如调节模块为了实现上述功能,其包括了执行各个功能相应的结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
Claims (8)
1.一种双向直流变换器,其特征在于,包括:第一电源端,第二电源端,第一电感,第一器件,第二器件、与所述第一电源端并联的第一滤波模块、与所述第二电源端并联的第二滤波模块、与所述第一器件并联的第一储能模块以及调节模块,所述第一电感的第一端连接所述第一电源端的一端,所述第一电感的第二端接所述第一器件以及所述第二器件,所述调节模块分别连接所述第一器件和所述第二器件,在所述双向直流变换器处于升压模式时,所述第一电感与所述第一器件构成升压电路,在所述双向直流变换器处于降压模式时,所述第一电感与所述第二器件构成降压电路;
在所述双向直流变换器处于升压模式的情况下,所述调节模块用于,在第一时间段控制所述第一器件中的第一开关管导通以及控制所述第二器件中的第二开关管截止,以利用所述第一电源端所连接的电源为所述第一电感充电;
所述调节模块还用于在所述升压模式的第二时间段,控制所述第一开关管截止以及控制所述第二开关管导通,在所述第二开关管导通的时间段内,所述第一电感处于放电状态,所述第一电感的电流从所述第一电源端流向所述第二电源端,所述第二时间段为在所述升压模式中所述第二开关管导通的一个时间段;
在所述第一电感完成放电的情况下,所述第一储能模块,所述第一电感和所述第一滤波模块形成第二放电回路,所述调节模块还用于在所述第一电感的电流反向时,控制所述第一器件中的第一开关管导通,所述第二放电回路的第二电流与第一电流的流向相反,所述第一电流为所述第一电感为所述第二滤波模块充电时的电流。
2.根据权利要求1所述的双向直流变换器,其特征在于,在所述双向直流变换器处于所述降压模式的情况下,所述调节模块用于在所述降压模式的第三时间段内控制所述第一开关管截止以及控制所述第二开关管导通,以利用所述第二电源端所连接的电源为所述第一电感以及所述第一滤波模块充电;
所述调节模块还用于在所述降压模式的第四时间段,控制所述第二开关管截止以及控制所述第一开关管导通,在所述第一开关管导通的时间段内所述第一电感、所述第一滤波模块与所述第一器件形成第一放电回路,所述第四时间段为在所述降压模式中所述第一开关管导通的一个时间段。
3.根据权利要求1所述的双向直流变换器,其特征在于,所述双向直流变换器还包括与所述第二器件并联的第二储能模块,
在所述第一时间段内,所述第一储能模块还用于利用所述第一电源端连接的电源充电;
在所述第二开关管导通的第二时间段,所述第一电感还用于为所述第二储能模块充电。
4.根据权利要求1~3任一项所述的双向直流变换器,其特征在于,在第一放电回路中的所述第一电感完成放电的情况下,与所述第二器件并联的第二储能模块、与所述第一器件并联的第一储能模块以及第二滤波模块形成第三放电回路,在所述第二储能模块完成放电的情况下,所述调节模块,还用于控制所述第二器件中的第二开关管导通,所述第一放电回路在所述第一开关管导通的时间段内由所述第一电感、所述第一滤波模块与所述第一器件形成。
5.一种双向直流变换器的控制方法,其特征在于,应用于如权利要求1~4任一项所述的双向直流变换器,所述方法包括:
在所述双向直流变换器处于升压模式的情况下,在第一时间段控制所述第一器件中的第一开关管导通以及控制所述第二器件中的第二开关管截止,以利用所述第一电源端所连接的电源为所述第一电感充电;
在所述升压模式的第二时间段,控制所述第一开关管截止以及控制所述第二开关管导通,在所述第二开关管导通的时间段内,所述第一电感处于放电状态,所述第一电感的电流从所述第一电源端流向所述第二电源端,所述第二时间段为在所述升压模式中所述第二开关管导通的一个时间段;
在所述第一电感完成放电的情况下,所述第一储能模块,所述第一电感和所述第一滤波模块形成第二放电回路,在所述第一电感的电流反向时,控制所述第一器件中的第一开关管导通,所述第二放电回路的第二电流与第一电流的流向相反,所述第一电流为所述第一电感为所述第二滤波模块充电时的电流。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述双向直流变换器处于降压模式的情况下,在所述降压模式的第三时间段内控制所述第一开关管截止以及控制所述第二开关管导通,以利用所述第二电源端所连接的电源为所述第一电感充电以及与所述第一电源端并联的第一滤波模块充电;
在所述降压模式的第四时间段,控制所述第二开关管截止以及控制所述第一开关管导通,在所述第一开关管导通的时间段内所述第一电感、所述第一滤波模块与所述第一器件形成第一放电回路,所述第四时间段为在所述降压模式中所述第一开关管导通的一个时间段。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,在第一放电回路中的所述第一电感完成放电的情况下,与所述第二器件并联的第二储能模块、与所述第一器件并联的第一储能模块以及第二滤波模块形成第三放电回路,在所述第二储能模块完成放电的情况下,所述方法还包括:控制所述第二器件中的第二开关管导通,所述第一放电回路在所述第一开关管导通的时间段内由所述第一电感、所述第一滤波模块与所述第一器件形成。
8.一种调节***,其特征在于,包括:电池、双向直流变换器和交直流转换器,所述双向直流变换器为如权利要求1至4任一项所述的双向直流变换器,所述双向直流变换器的第一电源端与所述电池连接,所述双向直流变换器的第二电源端与所述交直流转换器连接。
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