專利名稱：一種多端口隔離雙向dc-dc變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種DC-DC變換器，尤其涉及一種用于混合儲能系統(tǒng)的多端口隔離雙向DC-DC變換器。
背景技術(shù)：
應(yīng)用于電動汽車、分布式可再生能源發(fā)電的儲能系統(tǒng)，常采用蓄電池和超級電容混合儲能的方式，來提高儲能系統(tǒng)的性能，蓄電池提供能量存儲，超級電容則提供峰值功率。采用一個三端口的雙向DC-DC變換器將蓄電池、超級電容和直流母線結(jié)合在一起，更易于實現(xiàn)高功率密度、集中控制和有效的能量管理。三多端口隔離雙向DC-DC變換器主要是基于橋式雙向DC-DC變換器的拓展而來。典型的兩端電壓型全橋雙向DC-DC變換器如

圖1所示。變壓器漏感4是變換器能量傳輸?shù)闹匾恍枰黾虞o助開關(guān)元件，利用漏感可以實現(xiàn)所有開關(guān)管的軟開關(guān)，濾波元件少，動態(tài)響應(yīng)速度快。變換器主要工作波形如圖2所示， #為相移角，改變d的大小，可以改變傳遞功率的大小；改變@的相位，可以改變變壓器兩側(cè)的功率流向。傳遞功率的表達(dá)式為
權(quán)利要求
1.一種多端口隔離雙向DC-DC變換器，用于混合儲能系統(tǒng)，該變換器包括移相變壓器以及分別與所述移相變壓器原邊、副邊連接的原邊電路、副邊電路；其特征在于，所述副邊電路包括一個雙通道Buck/Boost變換電路，所述雙通道Buck/Boost變換電路具有兩個輸入/輸出端和兩個橋臂中點，兩個橋臂中點分別與所述移相變壓器的副邊兩端連接；所述原邊電路包括至少一個雙通道Buck/Boost變換電路，所述雙通道Buck/Boost變換電路具有兩個輸入/輸出端和兩個橋臂中點，兩個橋臂中點分別與所述移相變壓器的原邊兩端連接。
2.如權(quán)利要求1所述多端口隔離雙向DC-DC變換器，其特征在于，所述原邊電路包括至少兩個雙通道Buck/Boost變換電路，與所述移相變壓器磁路耦合連接。
3.如權(quán)利要求1所述多端口隔離雙向DC-DC變換器，其特征在于，所述原邊電路、副邊電路中的雙通道Buck/Boost變換電路相同，包括第一輸入/輸出端、第二輸入/輸出端、第一至第四功率開關(guān)管、第一電感、第二電感；第一功率開關(guān)管的源極與第二功率開關(guān)管的漏極相連，構(gòu)成第一橋臂，耦合點為第一橋臂中點；第一電感的第一端與第一輸入/輸出端的正端相連，第二端與第一橋臂中點相連；第一功率開關(guān)管的漏極與第二輸入/輸出端的正端相連，第二功率開關(guān)管的源極與第一輸入/輸出端和第二輸入/輸出端的負(fù)端相連；第三功率開關(guān)管的源極與第四功率開關(guān)管的漏極相連，構(gòu)成第二橋臂，耦合點為第二橋臂中點； 第二電感的第一端與所述第一輸入/輸出端的正端相連，第二端與第二橋臂中點相連；第三功率開關(guān)管的漏極與第二輸入/輸出端的正端相連；第四功率開關(guān)管的源極與第一輸入 /輸出端和第二輸入/輸出端的負(fù)端相連；第一和第二功率開關(guān)管互補(bǔ)開關(guān)，第三和第四功率開關(guān)管互補(bǔ)開關(guān)。
4.如權(quán)利要求3所述多端口隔離雙向DC-DC變換器，其特征在于，所述雙通道Buck/ Boost變換電路采用交錯控制，第一功率開關(guān)管與第三功率開關(guān)管的開通時刻相移180°， 第二功率開關(guān)管與第四功率開關(guān)管的開通時刻相移180°。
5.一種混合儲能系統(tǒng)，包括蓄電池、超級電容、直流母線及雙向DC-DC變換器，其特征在于，所述雙向DC-DC變換器為權(quán)利要求3或4所述多端口隔離雙向DC-DC變換器；所述多端口隔離雙向DC-DC變換器原邊電路中的雙通道Buck/Boost變換電路，其第一輸入/輸出端的正端、負(fù)端分別與所述蓄電池的正極、負(fù)極相連，第二輸入/輸出端的正端和負(fù)端分別與一濾波電容的兩極連接；所述多端口隔離雙向DC-DC變換器副邊電路中的雙通道Buck/ Boost變換電路，其第一輸入/輸出端的正端連接所述超級電容的正極，第二輸入/輸出端的正端連接所述直流母線的正端，這兩個輸入/輸出端的負(fù)端相互連接，并與超級電容的負(fù)極、直流母線的負(fù)端連接。
6.如權(quán)利要求5所述多端口隔離雙向DC-DC變換器的電壓匹配控制方法，其特征在于， 控制原邊電路中雙通道Buck/Boost變換電路的第二輸入/輸出端的電壓，使其與副邊電路中雙通道Buck/Boost變換電路的第二輸入/輸出端的電壓折合到移相變壓器原邊的電壓值相等。
7.如權(quán)利要求6所述多端口隔離雙向DC-DC變換器的電壓匹配控制方法，其特征在于， 該方法通過調(diào)節(jié)原邊電路中雙通道Buck/Boost變換電路的占空比實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多端口隔離雙向DC-DC變換器，用于混合儲能系統(tǒng)。該變換器包括移相變壓器以及分別與所述移相變壓器原邊、副邊連接的原邊電路、副邊電路；副邊電路包括一個雙通道Buck/Boost變換電路，該雙通道Buck/Boost變換電路具有兩個輸入/輸出端和兩個橋臂中點，兩個橋臂中點分別與所述移相變壓器的副邊兩端連接；原邊電路包括至少一個雙通道Buck/Boost變換電路，所述雙通道Buck/Boost變換電路具有兩個輸入/輸出端和兩個橋臂中點，兩個橋臂中點分別與移相變壓器的原邊兩端連接。本發(fā)明還公開了所述多端口隔離雙向DC-DC變換器的電壓匹配控制方法，以及包括該變換器的混合儲能系統(tǒng)。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器兩端電壓的完全匹配，并可延長蓄電池和超級電容的使用壽命。
文檔編號H02M3/335GK102290999SQ20111023150
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月15日
發(fā)明者丁志輝, 王成, 肖華鋒, 謝少軍 申請人:南京航空航天大學(xué)