一种多路移相非隔离升降压DC-DC变换器的制作方法

文档编号:14478053
研发日期:2018/5/19

本实用新型涉及一种多路移相非隔离升降压DC-DC变换器。



背景技术:

现有技术中,混合动力矿车直流母线工作电压范围较大,而储能装置电压为固定值,且电压值在直流母线工作电压范围内,因此在直流母线与储能装置之间需要通过DC/DC变换器进行能量的双向传递。通常情况下,如图1所示,采用两个三相Buck-Boost双向DC/DC变换器连接直流母线与储能装置,实现单方向功率流的升降压。所述三相Buck-Boost双向DC/DC变换器结构图如图2所示,主电路包括第一接口、中间电路、电压传感器、电流传感器、绝缘栅双极型晶体管IGBT、电抗器 、第二接口和DC/DC控制器。在实现单方向功率流升降压工作时,需要两个三相Buck-Boost双向DC/DC变换器对称连接至两个直流电源之间,两个变换器在临界升降压切换过程中无法实现单方向能量流的连续,且变换器三相支路电流因器件参数不一致而不均流。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服以上缺陷, 提供一种单方向升降压临界切换过程中能量流连续且三相支路电流均流的多路移相非隔离升降压DC-DC变换器。

本实用新型的技术方案是,一种多路移相非隔离升降压DC-DC变换器,其包括第一接口、第二接口、中间电路、电压传感器、电流传感器、第一组IGBT、第二组IGBT、电抗器和DC/DC控制器,所述第一组IGBT和第二组IGBT分别由三个IGBT并联组成,所述第一组IGBT的上桥臂的漏极与中间电路的第二端相连,第一接口的第一端与中间电路的第一端相连,第一接口的第二端与第一组IGBT的下桥臂的源极相连,第二组IGBT的上桥臂的漏极、下桥臂的源极分别与第二接口的第一端、第二端连接,在第一组IGBT、第二组IGBT的上桥臂的源极之间设有电抗器, 在电抗器上设有电流传感器,第一接口、第二接口两端设有电流传感器和电压传感器,所述DC/DC控制器根据电流传感器和电压传感器的信号控制第一组IGBT和第二组IGBT的开关动作。

优选的,还包括直流母线和储能装置,所述直流母线与第一接口连接,所述储能装置与第二接口连接,DC/DC控制器通过控制第一组IGBT和第二组IGBT的开关动作实现直流母线与储能装置之间能量的传递.

优选的,当第一接口直流母线处电压与第二接口储能装置处电压相等时, DC/DC控制器判断三相支路电流瞬时值大小及方向,并利用三相支路电流瞬时值大小及方向,实现第一接口向第二接口或者第二接口向第一接口升降压单方向能量连续传递;当第一接口连接直流母线处电压高于第二接口连接储能装置处电压时, 第一组IGBT上桥臂进行PWM调制及移相120°降压控制,给储能装置充电;当第一接口连接直流母线处电压低于第二接口连接储能装置处时,第一组IGBT上桥臂直接导通, 第二组IGBT下桥臂进行PWM调制及移相120°升压控制,给储能装置充电;储能装置放电时,当第二接口连接储能装置处电压高于第一接口连接直流母线处电压时, 第二组IGBT的上桥臂进行PWM调制及移相120°降压控制,给第一接口处放电;当第二接口连接储能装置处电压低于第一接口连接直流母线处电压时, 第二组IGBT的上桥臂直接导通, 第一组IGBT的下桥臂进行PWM调制及移相120°升压控制,给第一接口处直流母线放电。

本实用新型的有益技术效果是:当出现单方向传输能量升降压临界切换时,DC/DC控制器以三个电抗器处的电流传感器的值大小及电流流动方向的瞬时值为基准连续地控制IGBT开关来实现单方向传输能量的连续;DC/DC控制器对三相支路电流分别进行PI闭环控制的均流调节,因PI闭环调节能自动消除动态误差,使得三相支路电流不再受器件参数不一致的影响,实现三相均流,从而解决混合动力矿车直流母线与储能装置之间升降压能量流传递的连续及多路移相DC/DC变换器支路电流不均流问题。

附图说明

图1是传统的直流母线与储能装置连接结构;

图2是图1中的DC/DC变换器结构图;

图3是本实用新型实施例DC/DC变换器结构图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

参照附图,一种多路移相非隔离升降压DC-DC变换器,其包括第一接口1、第二接口2、中间电路3、电压传感器4、电流传感器5、第一组IGBT6、第二组IGBT7、电抗器8和DC/DC控制器9,所述第一组IGBT6和第二组IGBT7分别由三个IGBT并联组成,所述第一组IGBT6的上桥臂的漏极与中间电路3的第二端相连,第一接口1的第一端与中间电路3的第一端相连,第一接口1的第二端与第一组IGBT6的下桥臂的源极相连,第二组IGBT7的上桥臂的漏极、下桥臂的源极分别与第二接口2的第一端、第二端连接,在第一组IGBT6、第二组IGBT7的上桥臂的源极之间设有电抗器8, 在电抗器8上设有电流传感器5,第一接口1、第二接口2两端设有电流传感器5和电压传感器4,所述DC/DC控制器9根据电流传感器4和电压传感器5的信号控制第一组IGBT6和第二组IGBT7的开关动作。

本实用新型DC-DC变换器工作原理是,直流母线与第一接口1连接,储能装置与第二接口2连接,当第一接口1直流母线处电压与第二接口2储能装置处电压相等时, DC/DC控制器9判断三相支路电流瞬时值大小及方向,并利用三相支路电流瞬时值大小及方向,实现第一接口1向第二接口2或者第二接口2向第一接口1升降压单方向能量连续传递;当第一接口1连接直流母线处电压高于第二接口2连接储能装置处电压时, 第一组IGBT6上桥臂进行PWM调制及移相120°降压控制,给储能装置充电;当第一接口1连接直流母线处电压低于第二接口2连接储能装置处时,第一组IGBT6上桥臂直接导通, 第二组IGBT7下桥臂进行PWM调制及移相120°升压控制,给储能装置充电;储能装置放电时,当第二接口2连接储能装置处电压高于第一接口1连接直流母线处电压时, 第二组IGBT7的上桥臂进行PWM调制及移相120°降压控制,给第一接口1处放电;当第二接口2连接储能装置处电压低于第一接口1连接直流母线处电压时, 第二组IGBT7的上桥臂直接导通, 第一组IGBT6的下桥臂进行PWM调制及移相120°升压控制,给第一接口1处直流母线放电。

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