CN116365886B - 双向dc/dc变换器及储能设备 - Google Patents

双向dc/dc变换器及储能设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种双向DC/DC变换器及储能设备,所述双向DC/DC变换器包括:高压侧电路,至少包括串联的两个开关电路,分别连接第一电源端口的正负极;低压侧电路,包括两组分别串联的两个开关电路,分别连接第二电源端口的正负极;变压器电路;电流检测电路;控制电路,用于根据所述电流检测电路采集的电流值确定所述双向DC/DC变换器的工作模式,并根据所述电流值调节所述低压侧电路和所述高压侧电路中各所述开关电路的占空比,以维持所述电流值的稳定。通过上述结构,使母线电压与储能电池电压相均衡,提高双向DC/DC变换器的经济性和可靠性。

Description

双向DC/DC变换器及储能设备
技术领域
本发明涉及显示面板领域,特别是涉及一种双向DC/DC变换器及储能设备。
背景技术
双向储能产品的拓扑电路,通常由逆变电路、DC/DC变换器、Boost&Buck电路等组成。其中DC/DC变换器主要实现电池电压与逆变前的母线电压之间的电压转换功能。当锂电池进行充放电时,DC/DC变换器可通过隔离变压器实现升降压,从而实现电压转换。现有DC/DC变换器技术主要通过CLLC、全桥、LLC等电路实现。虽然应用场景丰富,但电池输入范围和母线电压范围较窄,且整体效率偏低。
现有DC/DC变换器技术的实现,为了满足逆变电路的输出稳定,一般采取逆变前母线电压恒压的方式进行,即通过调节DC/DC变换器的谐振频率、占空比等,达到DC/DC变换器工作最高转换效率的状态。但是这样存在的问题是:1、不同的电池电压在和不同的逆变输出电压、负载条件下,会造成DC/DC变换器工作频率偏离最佳谐振点区域,从而造成主功率DC/DC变换器的损耗各不相同,效率偏差较大;2、当逆变电路输出负载突变,DC/DC变换器谐振电路到母线电容的能量是不受控的,此时控制方面相对滞后,工作频率的调整和母线电容能量的变化,会导致高压侧MOS/IGBT工作在非谐振状态,易造成MOS/IGBT过电流损坏。
发明内容
本申请提供一种双向DC/DC变换器及储能***,采用母线电压跟随电池电压均衡调整的方式,以提高双向DC/DC变换器的经济性和可靠性。
为解决上述问题,本申请第一方面提供了一种双向DC/DC变换器,包括:所述双向DC/DC变换器包括:高压侧电路,至少包括串联的两个开关电路,分别连接第一电源端口的正负极;所述第一电源端口用于连接储能***逆变电路前母线;低压侧电路,包括两组分别串联的两个开关电路,分别连接第二电源端口的正负极;所述第二电源端口用于连接储能装置;变压器电路,高压侧的两端分别连接所述高压侧电路中两个所述开关电路的连接处和谐振电路,低压侧的两端分别连接所述低压侧电路其中一组的所述开关电路的连接处和另一组的所述开关电路的连接处;电流检测电路,用于采集流经所述储能装置的电流值;控制电路,分别连接所述低压侧电路和所述高压侧电路中的各所述开关电路以及所述电流检测电路,用于根据所述电流检测电路采集的电流值确定所述双向DC/DC变换器的工作模式,并根据所述电流值调节所述低压侧电路和所述高压侧电路中各所述开关电路在固定工作频率下的占空比,以维持所述电流值的稳定。
优选地,所述母线电压与所述储能装置的电压呈线性相关。
优选地,所述控制电路还包括控制各所述开关电路的固定工作频率不大于所述谐振电路的谐振频率的±30%。
优选地,所述谐振电路至少包括电容电路和电感电路,所述变压器电路高压侧的一端与所述电容电路连接,另一端与所述电感电路连接。
优选地,所述控制电路根据所述工作模式将所述高压侧电路和所述低压侧电路中的各开关电路确定为目标开关电路和续流开关电路,并控制所述目标开关电路和所述续流开关电路不同时导通;所述控制电路根据所述电流值调节所述低压侧电路和所述高压侧电路中各所述开关电路在固定工作频率下的占空比的步骤,包括:在所述电流值小于预设阈值时增大所述目标开关电路和续流开关电路的占空比,在所述电流值大于预设阈值时减小所述目标开关电路和续流开关电路的占空比,并在各所述开关电路工作时,保持所述占空比;其中,所述工作模式包括充电和放电。
优选地,所述高压侧电路包括第一开关电路和第二开关电路;所述控制电路确定所述第一开关电路为目标开关电路,所述第二开关电路为续流开关电路,并在所述第一开关电路导通时控制所述第二开关电路关断,在所述第一开关电路关断时控制所述第二开关电路导通。
优选地,所述低压侧电路包括第一组相串联的第三开关电路和第四开关电路,以及第二组相串联的第五开关电路和第六开关电路;其中,所述第三开关电路与所述第五开关电路相并联,所述第二开关电路和所述第六开关电路相并联,且分别连接所述储能装置的正负极;所述控制电路根据工作模式将所述第四开关电路和所述第五开关电路确定为目标开关电路,将所述第三开关电路和所述第六开关电路确定为续流开关电路。
优选地,所述高压侧电路还包括第七开关电路和第八开关电路;所述变压器电路高压侧的一端连接所述第一开关电路和所述第二开关电路的连接处,另一端连接所述第七开关电路和所述第八开关电路的连接处;所述控制电路根据工作模式将所述第一开关电路和所述第八开关电路确定为目标开关电路,将所述第二开关电路与所述第七开关电路确定为续流开关电路。
优选地,所述开关电路为MOS管,包括一个或并联的多个MOS管;所述控制电路还用于根据充电功率或者放电功率确定所述MOS管的开启数量。
为解决上述问题,本申请第二方面提供了一种储能设备,所述显示装置包括上述第一方面所述的双向DC/DC变换器和储能装置,所述储能装置与所述双向DC/DC变换器的第二电源端口连接。
本申请的有益效果是:通过控制电路调节固定频率下各开关电路的占空比大小,从而达到功率传输均衡的目的,使母线电压随储能装置电压作均衡调整,达到DC/DC变换器的最高转换效率,以提高双向DC/DC变换器的经济性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请双向DC/DC变换器一实施例的结构示意图;
图2为本申请双向DC/DC变换器第一具体实施例的电路结构示意图;
图3A为本申请双向DC/DC变压器在A阶段的导通情况;
图3B为本申请双向DC/DC变压器在B阶段的导通情况;
图3C为本申请双向DC/DC变压器在C阶段的导通情况;
图3D为本申请双向DC/DC变压器在D阶段的导通情况;
图3E为本申请双向DC/DC变压器在E阶段的导通情况;
图3F为本申请双向DC/DC变压器在F阶段的导通情况;
图4为申请双向DC/DC变换器第二具体实施例的电路结构示意图;
图5为本申请双向DC/DC变换器第三具体实施例的电路结构示意图;
图6为本申请双向DC/DC变换器第四具体实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上文清楚地表示其他含义,“多种”一般包含至少两种,但是不排除包含至少一种的情况。
应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
应当理解,本文中使用的术语“包括”、“包含”或者其他任何变化意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
需要说明,若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的每一个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请提供一种双向DC/DC变换器,具体请参阅图1,图1为本申请双向DC/DC变换器一实施例的结构示意图。如图1所示,高压侧电路11至少包括串联的两个开关电路。高压侧电路11连接第一电源端口,具体地,高压侧电路11的两个开关电路分别连接第一电源端口的正负极。其中,第一电源端口用于连接储能装置逆变电路前母线101。母线101可以用于直接与直流负载或者直流电源连接,也可以与交流负载或者交流电源连接。
低压侧电路12包括两组分别串联的两个开关电路,每组开关电路相互并联。低压侧电路12用于连接第二电源端口,具体地,低压侧电路12中每组中的两个开关电路的两端分别连接第二电源端口的正负极。其中,第二电源端口连接储能装置102。储能装置102为具备电能存储能力的装置,例如可以为锂电池等等。
变压器电路13靠近高压侧电路11的一侧为高压侧N1,靠近低压侧电路12的一侧为低压侧N2。其中,高压侧N1的两端分别连接高压侧电路11中两个开关电路的连接处和谐振电路14,低压侧N2的两端分别连接低压侧电路12其中一组半桥电路的两个开关电路的连接处和另一组半桥电路的两个开关电路的连接处。具体地,高压侧N1的一端连接高压侧电路11中半桥电路的两个开关电路的连接处,另一端连接谐振电路14,其中,谐振电路14由电感和电容组成。低压侧N2的一端连接低压侧电路12其中一组半桥电路的两个开关电路的连接处,另一端连接低压侧电路12另一组半桥电路的两个开关电路的连接处。
需要说明的是,半桥电路是由两个串联的开关电路组成。其中高压侧电路11至少由一个半桥电路组成,低压侧电路12也至少由一个半桥电路组成。
电流检测电路15,设置于低压侧电路12和储能装置102之间,用于采集流经储能装置102的电流值。其中,包括电阻电流检测电路及其它电流检测电路。
控制电路16,分别连接低压侧电路12和高压侧电路11中的各开关电路以及电流检测电路15,用于根据电流检测电路15检测的电流值确定双向DC/DC变换器的工作模式,并根据电流值调节低压侧电路12和高压侧电路11中各开关电路的占空比,从而维持流经储能装置102的电流值的稳定。
具体地,当检测到输出电流减小,通过控制开关电路使其占空比增大,从而输出功率增加,输出电流增加,反之,当检测到输出电流增大,通过控制开关电路使其占空比减小,从而输出功率减小,输出电流减小,进而维持电流的稳态。
在本实施例的有益效果是:通过控制电路调节固定频率下各开关电路的占空比大小,从而达到功率传输均衡的目的,使母线电压随储能装置电压作均衡调整,达到DC/DC变换器的最高转换效率,以提高双向DC/DC变换器的经济性和可靠性。
其中,谐振电路14至少包括电容电路和电感电路。变压器电路13高压侧的一端与电容电路连接,另一端与电感电路连接,从而使变压器电路13高压侧通过谐振电路14与高压侧电路11连接。在本实施例中,电容电路包括两个串联的电容,电感电路包括一个谐振电感。也就是说,谐振电路14包括两个串联的电容和一个谐振电感。其中,谐振电路14的谐振电感Lr由变压器电路13中的漏感形成,在其它实施例中,也可以不采用变压器电路的漏感,可用独立磁性电感器件替代,此时,谐振电感为独立电感与变压器电路的漏感之和。在其它实施例中,谐振电路14还可以由一个电容和一个电感串联形成。在本实施例中,具体地,如图1所示,谐振电路14包括第一电容C1和第二电容C2以及一个谐振电感Lr,其中第一电容C1和第二电容C2串联。
在本实施例中,控制电路16根据工作模式将高压侧电路11和低压侧电路12中各开关电路确定为目标开关电路和续流开关电路,并控制目标开关电路和续流开关电路的通断。在本实施例中,控制电路16主要控制目标开关电路和续流开关电路不同时导通。在本具体实施例中,目标开关电路和续流开关电路可以同时关闭,在此不作限定。其中,工作模式是指充电模式或放电模式。其中,目标开关电路先导通,续流开关电路随后导通,且不同时导通,形成谐振电路。具体地,控制电路16根据电流值调节低压侧电路和高压侧电路中各开关电路在固定工作频率下的占空比的步骤包括:在电流值小于预设阈值时增大目标开关电路和续流开关电路的占空比,在电流值大于预设阈值时减小目标开关电路和续流开关电路的占空比,其中,并在增大目标开关电路和续流开关电路的占空比时,保证目标开关电路和续流开关电路不同时导通。需要说明的是,控制电路16根据电流检测电路15检测的电流值调整占空比的阶段是在各开关电路工作之前,各开关电路工作时,各开关电路的占空比保持稳定不变。其中,预设阈值可自行设定,在此不作限定。占空比是指开关电路的通电时间相对于总时间所占的比例。
在本实施例中,各开关电路至少包括一个MOS管,各MOS管中包括体二极管。具体地,请进一步参阅图2,图2为本申请双向DC/DC变换器第一具体实施例的电路结构示意图。
在本实施例中,高压侧电路11包括第一开关电路Q1和第二开关电路Q2。控制电路确定第一开关电路Q1为目标开关电路,第二开关电路Q2为续流开关电路,并在第一开关电路Q1导通时控制第二开关电路Q2关断,在第一开关电路Q1关断时控制第二开关电路Q2导通。并在电流值大于预设阈值时减小第一开关电路Q1和第二开关电路Q2的占空比;在电流值小于预设阈值时增大第一开关电路Q1和第二开关电路Q2的占空比。其中,第二开关电路Q2的关断时间略大于第一开关电路Q1的关断时间,从而使变压器电路13中的电感释放完全。
在本实施例中,低压侧电路12包括第三开关电路Q3、第四开关电路Q4、第五开关电路Q5以及第六开关电路Q6。其中,第三开关电路Q3和第四开关电路Q4相串联形成一组半桥电路,第五开关电路Q5和第六开关电路Q6相串联形成第二组半桥电路。其中,半桥电路的两端分别连接储能装置102的正负极。具体地,第三开关电路Q3和第五开关电路Q5并联连接储能装置102的正极,第四开关电路Q4和第六开关电路Q6并联于储能装置102的负极,在此不作限定。控制电路16根据工作模式将第四开关电路Q4和第五开关电路Q5确定为目标开关电路,将第三开关电路Q3和第六开关电路Q6确定为续流开关电路。在第四开关电路Q4和第五开关电路Q5同时导通时,控制第三开关电路Q3和第六开关电路Q6同时关断,在第四开关电路Q4和第五开关电路Q5同时关断时控制第三开关电路Q3和第六开关电路Q6同时导通。
具体地,当工作模式为充电模式时,能量由高压侧转移到低压侧,我们将周期分为A-F。具体地请参阅图3A-图3F所示,图中虚线表示MOS管截止,实线表示MOS管导通,I为电流方向,当MOS管截止时,MOS管中的体二极管始终处于导通状态,可以通过微量电流。电流谐振电路工作在每一个周期情况如下:
图3A为本申请双向DC/DC变压器在A阶段的导通情况。在A阶段,第一开关电路Q1导通,第二开关电路Q2关断,谐振电路有电流ID1流过,能量被存储在谐振电路14中。变压器的高压侧绕组电压Lp由于谐振电路14中第一电容C1的电压减小和第二电容C2的增加,使得变压器电路13向低压侧N2传送能量。同时,第四开关电路Q4和第五开关电路Q5导通,第三开关电路Q3和第六开关电路Q6关断。在同一时间,第一电容C1放能,第一电容C1的电压降低,第二电容C2充能,第二电容C2的电压升高,直至高压侧绕组电压不能维持到低压侧的能量为止,此时高压侧不再向低压侧传输能量。
图3B为本申请双向DC/DC变压器在B阶段的导通情况。在B阶段,低压侧电流为零后,励磁电流为零,谐振电流仍然在谐振电路14中流动。
图3C为本申请双向DC/DC变压器在C阶段的导通情况。在C阶段,目标开关电路关闭到续流开关电路导通之间存在死区时间,在该阶段内,第一开关电路Q1和第二开关电路Q2均处于关闭状态。在C阶段,第一开关电路Q1关闭,谐振电路14内存储的能量通过第二电容C2释放。此时,第一电容C1电压上升,第二电容C2电压下降。电流-ID2流入第二开关电路Q2的体二极管,当第二开关电路Q2的正向电压下降至第二开关电路Q2的体二极管的电压VF2后,第二开关电路Q2的电压被钳位为VF2。
图3D为本申请双向DC/DC变压器在D阶段的导通情况。在D阶段,第二开关电路Q2导通,由于此时Q2电压被钳位到VF2,近似于0,因此可以实现ZVS(零电压开关)。变压器的高压绕组电压由第一电容C1的电压加入,变压器向低压侧传送能量。同时,第三开关电路Q3和第六开关电路Q6导通,第五开关电路Q5和第四开关电路Q4关闭,由于此时低压侧电流为0,因此可以实现ZCS(零电流开关),从而减小关闭MOS管产生的功耗。在同一时间,第一电容C1充能,第一电容C1的电压上升,第二电容C2放电,第二电容C2电压下降,直至高压侧绕组电压不能维持到低压侧的能量为止。
图3E为本申请双向DC/DC变压器在E阶段的导通情况。在E阶段,低压侧电流为零后,励磁电流为零,谐振电流仍然在谐振电路14中流动。
图3F为本申请双向DC/DC变压器在F阶段的导通情况。在F阶段,续流开关电路关闭到目标开关电路导通之间存在死区时间,在该阶段内,第一开关电路Q1和第二开关电路Q2均处于关闭状态。在第二开关电路Q2关闭时,能量存储到谐振电路14中。有-ID1电流流过,向第二电容C2充电。当第二电容C2电压增加到输入电压后,-ID1电流流入第一开关电路Q1的体二极管,第一开关电路Q1的电压被钳位在VF1值。
以上周期重复进行,能量从高压侧电路11转移到低压侧电路12,从而实现对储能装置102充电。
在锂电池放电情况下,通过控制电路16控制Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的导通和截止,能量由低压侧转移到高压侧。同理,也是重复以上A-F周期中各开关电路的导通和截止,其中,电流流向与充电过程的方向相反。
需要说明的是,在本实施例中,双向DC/DC变换器的电压采用开环设计,即本实施例母线直流电压依据变压器电路的匝比,跟随锂电池电压做均衡,成倍数关系。
在本实施例中,锂电池电压Vo与母线直流电压VIN的关系式如下:
其中,n为变压器高压侧与低压侧圈数匝比,Vd为低压侧开关电路导通压降。
当变压器电路中匝比确定以及低压侧开关电路个数确定,则锂电池电压与母线电压呈线性相关。其中,变压器电路中匝比以及低压侧开关电路导通压降由硬件决定。
在本实施例中,当变压器匝比确定时,储能装置电压与母线电压成比例对应,不再根据负载或者储能装置的电压来调节拓扑频率,不需要维持母线电压恒压。母线电压跟随储能装置电压的固定比例而变动,能使DC/DC变换器达到最高转换效率。本实施例电流采用闭环设计,即控制电路通过电流检测电路,检测流入或者流出储能设备的电流大小,调节固定频率下各开关电路的占空比大小,从而达到功率传输均衡的目的。具体地,控制电路会检测双向DC/DC变换器的输入输出电压,按照算法给定目标电流,将给定目标电流与采样到的电流做比较,电流偏大时减小占空比,电流偏小时增大占空比,直至给定目标电流与采样到的电流相等,完成功率传输均衡。
在本实施例中,控制电路还包括控制各开关电路的工作频率在谐振电路的谐振频率附近,从而保证高效率功率转换,减小功耗。具体地,各开关电路的工作频率不大于谐振电路的谐振频率的±30%,也就是开关电路在不超过谐振频率的±30%范围内工作。其中,谐振频率由电容和变压器电路漏感决定,计算公式为其中,Lr为变压器高压侧漏感,Cr为C1和C2之和。
本实施例的有益效果是:通过控制电路根据电流检测电路检测流入或流出储能装置的电流大小,调节固定频率下各开关电路的占空比大小,从而使母线电压与储能装置的电压成倍数关系,达到功率传输均衡的目的。
在其它实施例中,电压环也可采用半闭环方案,即根据采样输入输出电压,增加占空比限制功能,能微调母线电压或者储能装置电压,减少双向DC/DC变换器单向工作时,输出的母线电压或者储能装置的电压波动范围,实现输出窄电压范围控制效果,接近母线电压恒压方式调控效果。
在本实施例中,开关电路Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6为MOS管。每个开关电路均可包括一个并联的多个MOS管。在本实施例中,开关电路包括一个MOS管。在其它实施例中,开关电路还可以包括并联的多个MOS管。具体地请进一步参阅图4,图4为申请双向DC/DC变换器第二具体实施例的电路结构示意图。如图4所示,第一开关电路Q1包括两个并联的第一MOS管1和第二MOS管2;第二开关电路Q2包括两个并联的第三MOS管3和第四MOS管4,其中,第一MOS管1和第二MOS管2同时导通,第三MOS管3和第四MOS管4同时导通。在其它实施例中,其它开关电路也可包括两个MOS管,在此不一一列举。其中,控制电路16还用于根据充电功率或者放电功率确定MOS管的开启数量。并联的MOS管的开启数量越多,电路可承受的电压越大。
在本实施例中,谐振电路14由第一电容C1和第二电容C2以及谐振电感Lr组成。在其它实施例中,谐振电路14还可以一个电容和一个电感组成,即采用与谐振电感或者变压器绕组串联的方式,亦可实现本实施例的效果。具体地,请参阅图5,图5为本申请双向DC/DC变换器第三具体实施例的电路结构示意图。
在第三实施例中,谐振电路14包括一个电容C1和一个电感Lr。在一具体实施例中,电容C1和电感Lr分别连接在变压器电路13的高压侧的两端,在另一具体实施例中,电容C1和电感Lr连接在变压器电路13的高压侧的其中一端,在此不作限定。
在本实施例中,高压侧电路11包括一组半桥电路,在其它实施例中,高压侧电路11还可以包括两组半桥电路。具体地请参阅图6,图6为本申请双向DC/DC变换器第四具体实施例的电路结构示意图。如图6所示,高压侧电路11包括串联的第一开关电路Q1和第二开关电路Q2,以及串联的第七开关电路Q7和第八开关电路Q8,其中,第一开关电路Q1和第二开关电路Q2与第七开关电路Q7和第八开关电路Q8并联。第一开关电路Q1和第二开关电路Q2组成一组半桥电路,第七开关电路Q7和第八开关电路Q8组成一组半桥电路,从而使高压侧电路11形成全桥电路。
在第四实施例中,变压器电路13高压侧的一端连接第一开关电路Q1和第二开关电路Q2的连接处,另一端连接第七开关电路Q7和第八开关电路Q8的连接处。其中,控制电路16根据工作模式将第一开关电路Q1和第八开关电路Q8确定为目标开关电路,将第二开关电路Q2与第七开关电路Q7确定为续流开关电路。也就是说,第八开关电路Q8与第一开关电路Q1同时导通或关闭,第七开关电路Q7与第二开关电路Q2同时导通或关闭,从而使第一开关电路Q1和第八开关电路Q8控制变压器电路13两端在第一阶段的导通,第二开关电路Q2和第七开关电路Q7控制变压器电路13两端在第二阶段的导通。第一阶段是指A-B阶段,第二阶段是指D-E阶段。其中,其它各开关电路导通情况请参阅图3A-3F,在此不作赘述。
在本申请中,通过确定高压侧电路以及低压侧电路中的目标开关电路以及续流开关电路,通过控制目标开关电路和续流开关电路的接力导通,从而实现高压侧向低压侧充电或低压侧向高压侧放电,通过控制电路固定变换器的工作频率,并调节目标开关电路和续流开关电路在固定工作频率下的占空比大小,保证DC/DC变换器工作在最高转换效率的状态的前提下,达到功率传输均衡的目的,以提高双向DC/DC变换器的经济性和可靠性。
以上仅为本申请的实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种双向DC/DC变换器,其特征在于,所述双向DC/DC变换器包括:
高压侧电路,至少包括串联的两个开关电路,分别连接第一电源端口的正负极;所述第一电源端口用于连接储能***逆变电路前母线;
低压侧电路,包括两组分别串联的两个开关电路,分别连接第二电源端口的正负极;所述第二电源端口用于连接储能装置;
变压器电路,高压侧的两端分别连接所述高压侧电路中两个所述开关电路的连接处和谐振电路,低压侧的两端分别连接所述低压侧电路其中一组的所述开关电路的连接处和另一组的所述开关电路的连接处;
电流检测电路,用于采集流经所述储能装置的电流值;
控制电路,分别连接所述低压侧电路和所述高压侧电路中的各所述开关电路以及所述电流检测电路,用于根据所述电流检测电路采集的电流值确定所述双向DC/DC变换器的工作模式,并根据所述电流值调节所述低压侧电路和所述高压侧电路中各所述开关电路在固定工作频率下的占空比,使母线电压与所述储能装置的电压呈线性相关,以维持所述电流值的稳定。
2.根据权利要求1所述的双向DC/DC变换器,其特征在于,所述控制电路还包括控制各所述开关电路的固定工作频率不大于所述谐振电路的谐振频率的±30%。
3.根据权利要求1所述的双向DC/DC变换器,其特征在于,所述谐振电路至少包括电容电路和电感电路,所述变压器电路高压侧的一端与所述电容电路连接,另一端与所述电感电路连接。
4.根据权利要求1所述的双向DC/DC变换器,其特征在于,所述控制电路根据所述工作模式将所述高压侧电路和所述低压侧电路中的各开关电路确定为目标开关电路和续流开关电路,并控制所述目标开关电路和所述续流开关电路不同时导通;
所述控制电路根据所述电流值调节所述低压侧电路和所述高压侧电路中各所述开关电路在固定工作频率下的占空比的步骤,包括:在所述电流值小于预设阈值时增大所述目标开关电路和续流开关电路的占空比,在所述电流值大于预设阈值时减小所述目标开关电路和续流开关电路的占空比,并在各所述开关电路工作时,保持所述占空比;其中,所述工作模式包括充电和放电。
5.根据权利要求4所述的双向DC/DC变换器,其特征在于,所述高压侧电路包括第一开关电路和第二开关电路;
所述控制电路确定所述第一开关电路为目标开关电路,所述第二开关电路为续流开关电路,并在所述第一开关电路导通时控制所述第二开关电路关断,在所述第一开关电路关断时控制所述第二开关电路导通。
6.根据权利要求5所述的双向DC/DC变换器,其特征在于,所述低压侧电路包括第一组相串联的第三开关电路和第四开关电路,以及第二组相串联的第五开关电路和第六开关电路;其中,所述第三开关电路与所述第五开关电路相并联,所述第四开关电路和所述第六开关电路相并联,且分别连接所述储能装置的正负极;
所述控制电路根据工作模式将所述第四开关电路和所述第五开关电路确定为目标开关电路,将所述第三开关电路和所述第六开关电路确定为续流开关电路。
7.根据权利要求5所述的双向DC/DC变换器,其特征在于,所述高压侧电路还包括第七开关电路和第八开关电路;所述变压器电路高压侧的一端连接所述第一开关电路和所述第二开关电路的连接处,另一端连接所述第七开关电路和所述第八开关电路的连接处;
所述控制电路根据工作模式将所述第一开关电路和所述第八开关电路确定为目标开关电路,将所述第二开关电路与所述第七开关电路确定为续流开关电路。
8.根据权利要求1至7任一项所述的双向DC/DC变换器,其特征在于,所述开关电路为MOS管,包括一个或并联的多个MOS管;所述控制电路还用于根据充电功率或者放电功率确定所述MOS管的开启数量。
9.一种储能设备,其特征在于,包括如权利要求1至8任一项所述的双向DC/DC变换器和储能装置,所述储能装置与所述双向DC/DC变换器的第二电源端口连接。
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