專利名稱：一種用于混合儲能系統(tǒng)的充放電控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于混合儲能系統(tǒng)的充放電控制器，屬于開關(guān)電源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展和進步，對雙向DC/DC變換器的需求越來越多。雙向DC/DC變換器的廣泛應(yīng)用，減輕了變換器的體積和重量，提高了變換器的效率。在風光互補儲能系統(tǒng)的充放電電路中一般選擇無隔離的雙向直流變換器，這樣做直流母線與儲能系統(tǒng)不能有效的隔離，安全性能不是很好。另外在電路的選擇上基本都是硬開關(guān)電路，這樣開關(guān)損耗比較大，充放電效率不是很高。另外在控制上，混合儲能系統(tǒng)隨著直流母線的變化急劇變化，充放電比較頻繁，性能容易老化。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用于混合儲能系統(tǒng)的充放電控制器，通過使用加入無源軟開關(guān)的級聯(lián)雙向直流變換器，并且采用電壓滯環(huán)控制，提高了充放電系統(tǒng)的效率和性能，從而解決背景技術(shù)存在的上述問題。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種用于混合儲能系統(tǒng)的充放電控制器，其特征是包含BUCK-BOOST電路單元和隔離半橋電路單元，所述兩個電路單元順序連接，位于儲能系統(tǒng)電壓側(cè)Vl和直流母線電壓側(cè)V2之間；所述BUCK-BOOST電路單元中還設(shè)有無源軟開關(guān)，所述無源軟開關(guān)由開關(guān)管S1、開關(guān)管S2、電感L1、電感L2、電容C7、電容C9、二極管D2、二極管D7、二極管D8和二極管D9組成。
還包含電壓滯環(huán)比較器，所述電壓滯環(huán)比較器由濾波器、比較器和驅(qū)動信號產(chǎn)生器順序連接組成，濾波器的輸入端與信號電壓比較側(cè)連接，驅(qū)動信號產(chǎn)生器的輸出端與BUCK-BOOST電路單元和隔離半橋電路單元的MOSFET驅(qū)動電路連接。本實用新型的有益效果是，加入軟開關(guān)的且?guī)Ц綦x的雙向直流變換器的應(yīng)用更加有效的提高了系統(tǒng)的效率及安全特性，解決混合儲能系統(tǒng)的充放電電路性能差的問題，在充放電電路中必將成為研究的熱點。

圖1是風光互補發(fā)電混合儲能系統(tǒng)框圖；圖2是本實用新型的電路拓撲圖；圖3是本實用新型的電壓滯環(huán)控制原理圖；圖中:1.濾波器；2.比較器；3.驅(qū)動信號產(chǎn)生器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。[0013]在實施例中，一種用于混合儲能系統(tǒng)的充放電控制器，其特征是包含BUCK-BOOST電路單元和隔離半橋電路單元，所述兩個電路單元順序連接，位于儲能系統(tǒng)電壓側(cè)Vl和直流母線電壓側(cè)V2之間。所述BUCK-BOOST電路單元中還設(shè)有無源軟開關(guān)，所述無源軟開關(guān)由開關(guān)管S1、開關(guān)管S2、電感L1、電感L2、電容C7、電容C9、二極管D2、二極管D7、二極管D8和二極管D9組成。前級BUCK — BOOST電路單元的無源軟開關(guān)的工作分為以下幾種模式。模態(tài)I開關(guān)管S2處于關(guān)斷，儲存于LI中的能量通過SI的反并聯(lián)二極管Dl傳送到負載。當S2開通后，流過Dl中的電流線性減小，同時電感L2中的電流從零開始增大。模態(tài)2當流過Dl中的電流降到O以后，D8開始導通。L2和C9、C7開始諧振，C7中的能量通過C7—C9一L2 — S2回路釋放。結(jié)果，L2中的電流包含了流經(jīng)LI的電流和諧振電流。當諧振過程完成后，儲存在C7中的能量轉(zhuǎn)移至C9，C9的電壓上升到輸出電壓。模態(tài)3當C7的電壓降至O以后，二極管D7導通，因此L2和C9通過D7和D8開始諧振。隨著L2中的電流的不斷減小，C9的電壓繼續(xù)升高。模態(tài)4當L2中的電流和LI中的電流相同時，開關(guān)管導通過程完成，C9和C7的電壓保持定值。此時，變換器工作狀態(tài)和傳統(tǒng)的Boost電路一樣。模態(tài)5此后，開關(guān)管S2關(guān)斷，流經(jīng)主功率管的電流完全轉(zhuǎn)移到C7和D7上，直至C7中的電壓增至輸出電壓。模態(tài)6D9導通，電容C9通過D9放電。模態(tài)7當C7中的電壓上升至輸出電壓時，D8在此時刻導通。流經(jīng)L2中的電流通過D8和D9傳至負載。從而，L2中的電流繼續(xù)減小。模態(tài)8當L2中的電流減小到O以后，L2中將不再有電流通過，直到S2再次導通。模態(tài)9當C9中的電壓降至O以后，另一個開關(guān)模態(tài)開始。SI反并聯(lián)二極管Dl導通。通過以上幾種模式的工作，開關(guān)管有效的實現(xiàn)了軟開關(guān)，從而提高了充放電電路的總體效率。還包含電壓滯環(huán)比較器，所述電壓滯環(huán)比較器由濾波器1、比較器2和驅(qū)動信號產(chǎn)生器3順序連接組成，濾波器I的輸入端與信號電壓比較側(cè)連接，驅(qū)動信號產(chǎn)生器3的輸出端與BUCK-B00ST電路單元和隔離半橋電路單元的MOSFET驅(qū)動電路連接。在控制部分使用電壓滯環(huán)控制方式，把指令電壓和輸出電壓U進行比較，濾除偏差信號中的諧波，濾波器的輸出送入滯環(huán)比較器，由比較器輸出控制開關(guān)器件的通斷，從而實現(xiàn)電壓跟蹤控制。這樣可設(shè)置直流母線波動的范圍，在電壓一個小的波動范圍內(nèi)，儲能系統(tǒng)不必進行充放電控制，當超出這個范圍后充放電電路才開始工作。這樣避免了充放電電路隨電壓的波動而馬上投入工作，開關(guān)管不至于時刻處于導通與關(guān)斷的工作狀態(tài)，從而提高了充放電電路的整體效率和性能。
權(quán)利要求1.一種用于混合儲能系統(tǒng)的充放電控制器，其特征是:包含BUCK-BOOST電路單元和隔離半橋電路單元，所述兩個電路單元順序連接，位于儲能系統(tǒng)電壓側(cè)Vl和直流母線電壓側(cè)V2之間；所述BUCK-BOOST電路單元中還設(shè)有無源軟開關(guān)，所述無源軟開關(guān)由開關(guān)管S1、開關(guān)管S2、電感L1、電感L2、電容C7、電容C9、二極管D2、二極管D7、二極管D8和二極管D9組成。
2.如權(quán)利要求1用于混合儲能系統(tǒng)的充放電控制器，其特征是:還包含電壓滯環(huán)比較器，所述電壓滯環(huán)比較器由濾波器(I)、比較器(2)和驅(qū)動信號產(chǎn)生器(3)順序連接組成，濾波器(I)的輸入端與信號電壓比較側(cè)連接，驅(qū)動信號產(chǎn)生器(3)的輸出端與BUCK-BOOST電路單元和隔離半橋電路單元的MOSFET驅(qū)動電路連接。
專利摘要本實用新型涉及一種用于混合儲能系統(tǒng)的充放電控制器，屬于開關(guān)電源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是包含BUCK-BOOST電路單元和隔離半橋電路單元，所述兩個電路單元順序連接，位于儲能系統(tǒng)電壓側(cè)V1和直流母線電壓側(cè)V2之間；所述BUCK-BOOST電路單元中還設(shè)有無源軟開關(guān)，所述無源軟開關(guān)由開關(guān)管S1、開關(guān)管S2、電感L1、電感L2、電容C7、電容C9、二極管D2、二極管D7、二極管D8和二極管D9組成。本實用新型的有益效果是加入軟開關(guān)的且?guī)Ц綦x的雙向直流變換器的應(yīng)用更加有效的提高了系統(tǒng)的效率及安全特性，解決混合儲能系統(tǒng)的充放電電路性能差的問題，在充放電電路中必將成為研究的熱點。
文檔編號H02M3/00GK202997926SQ20122047840
公開日2013年6月12日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者劉玉龍, 張曉光, 趙志強, 車福來, 王偉, 韓貴勝 申請人:保定天威集團有限公司