CN111262429B - 直流变换电路及光伏逆变装置 - Google Patents

直流变换电路及光伏逆变装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了直流变换电路及光伏逆变装置，直流变换电路包括至少两个DC/DC变换桥臂和一个逆向功率单元；至少两个DC/DC变换桥臂的输出端并联连接后连接逆向功率单元的输入端，逆向功率单元包括至少两个输出端，每个输出端连接互不相同的DC/DC变换桥臂的输入端。通过该逆向功率单元将功率从DC/DC变换电路的输出端反向传输至输入端，即实现DC/DC变换电路的功率双向传输。该方案中至少两个DC/DC变换电路共用一个逆向功率单元，降低了电路成本，同时，也简化了控制逻辑。此外，逆向功率桥臂中包括耐高压的开关器件，因此适用于高压场景。

Description

直流变换电路及光伏逆变装置
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及直流变换电路及光伏逆变装置。
背景技术
在光伏系统中，光伏电池板通过光伏逆变装置接入到电网或直接向负载供电。光伏逆变装置通常包括直流变换电路和逆变电路，光伏组串输出的直流电压经过直流变换电路升压后再经过逆变电路进行逆变从而输出交流电压。
光伏逆变器是向电网或负载供电，因此直流变换电路部分通常只能从光伏组串侧向逆变侧传输，无法实现逆向功率，即功率无法从电网侧传递至光伏组串侧。但随着光伏技术不断发展，对双向逆变系统的需求越来越大。
例如，光伏组件的一个常规检测方法是EL检测法，EL检测法是利用单独的电源设备对光伏组件端口施加一定的电压和电流，光伏组件在电流的作用下发光，利用照片成像对光伏组件的质量优劣进行评估。当光伏组件安装到光伏电站后，整体验收时，需要利用上述的EL检测法对部分组件进行质量检测；另外，在光伏电站运行一段时间后，当出现发电量偏低时，也需要利用上述的EL检测法对组件进行健康检测和质量排查。但是，在光伏电站中，取直流电不方便，如果使用直流电源，端子的插拔也会耗费大量时间和人力，而且会埋下安全隐患。因此，利用光伏逆变装置提供直流电源成为一种重要的解决方案。
但是，传统的光伏逆变装置不具备逆向功率传输功能。如果直接采用现有的双向直流变换器，会导致成本增加，体积增加，而且因为光伏逆变装置中的逆向功率传输功能使用频率很低(只有在检测时使用)造成资源浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供直流变换电路及光伏逆变装置，以解决传统的双向直流变换电路成本高、体积大的问题，所采用的具体技术方案如下：
一方面，本申请提供了一种直流变换电路，包括：至少两个DC/DC变换桥臂和一个逆向功率单元；
所述至少两个DC/DC变换桥臂的输出端并联连接后作为所述直流变换电路的输出端，所述至少两个DC/DC变换桥臂的输入端分别独立；
所述逆向功率单元包括输出开关组合和逆向功率桥臂，所述输出开关组合包括至少两个输出开关支路；所述逆向功率桥臂的输入端连接所述直流变换电路的输出端，所述逆变功率桥臂的输出端经过对应的输出开关支路连接至各个DC/DC变换桥臂的输入端，所述逆向功率单元用于将功率从所述直流变换电路的输出端反向传输至输入端。
可选地，所述逆向功率桥臂包括：第一开关器件、第二开关器件、第一电容、第一二极管和第二二极管；
所述第一开关器件的第一端连接所述输出开关组合，所述第一开关器件的第二端连接所述第二开关器件的第一端，所述第二开关管的第二端为所述逆向功率桥臂的正输入端；
所述第一二极管的负极连接第一开关器件的第一端，所述第一二极管的正极连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极为所述逆向功率桥臂的负输入端；
所述第一电容的一端连接所述第一开关器件和所述第二开关器件的公共端，所述第一电容的另一端连接所述第一二极管和所述第二二极管的公共端。
可选地，所述逆向功率桥臂包括：第三开关器件和第三二极管；
所述第三开关器件的第一端连接所述输出开关组合，所述第三开关器件的第二端为所述逆向功率桥臂的正输入端；
所述第三二极管的正极为所述逆向功率桥臂的负输入端，所述第三二极管的负极连接所述第三开关器件的第一端。
可选地，所述逆向功率桥臂包括：第一端与所述输出开关组合连接，第二端为逆向功率桥臂的正输入端的第四开关器件。
可选地，所述逆向功率桥臂中的开关器件为IGBT或MOSFET。
可选地，所述直流变换电路的控制单元接收到逆向功率传输指令后，控制所述逆向功率桥臂中的开关器件运行在斩波模式；当接收到正向功率传输指令后，控制所述逆变功率桥臂中的开关器件关断。
可选地，每个所述输出开关支路包括一个单向导通器件，该单向导通器件的正极为所述输出开关支路的输入端，负极为所述输出开关支路的输出端。
可选地，每个所述输出开关支路包括一个单向导通器件和一个开关器件，所述单向导通器件的负极为所述输出开关支路的输出端，所述单向导通器件的正极连接所述开关器件的一端，所述开关器件的另一端为所述输出开关支路的输入端。
可选地，每个输出开关支路包括一个单向导通器件，该单向导通器件的负极为该输出开关支路的输出端，且至少两个所述单向导通器件的正极均连接同一开关器件的一端，该开关器件的另一端连接所述逆向功率桥臂的输出端。
可选地，每个输出开关支路中的开关器件为IGBT、MOSFET或继电器实现。
可选地，所述直流变换电路的控制单元在接收到携带逆向功率传输路径的逆向功率传输指令后，控制与所述逆向功率传输路径相对应的输出开关支路中的开关器件导通。
另一方面，本申请还提供了一种双向功率传输的光伏逆变装置，包括逆变电路和上述任一项所述的直流变换电路；
所述双向直流变换器的输入端为所述光伏逆变装置的输入端，所述直流变换电路的输出端连接所述逆变电路的输入端，所述逆变电路的输出端为所述光伏逆变装置的输出端。
可选地，所述直流变换电路与所述逆变电路集成设置；
或者，所述直流变换电路与所述逆变电路分别独立设置。
本申请提供的直流变换电路，包括至少两个DC/DC变换桥臂和一个逆向功率单元；至少两个DC/DC变换桥臂的输出端并联连接后连接逆向功率单元的输入端，逆向功率单元包括输出开关组合和逆向功率桥臂，且输出开关组合包括至少两个输出开关支路，逆向功率桥臂的输入端连接直流变换电路的输出端，逆变功率桥臂的输出端经过对应的输出开关支路分别与各个DC/DC变换桥臂连接；该逆向功率单元通过不同的输出开关支路将各个DC/DC变换桥臂与同一逆向功率桥臂相连。通过该逆向功率单元将功率从DC/DC变换电路的输出端反向传输至输入端，即实现DC/DC变换电路的功率双向传输。首先，该方案中至少两个DC/DC变换桥臂共用一个逆向功率单元，降低了电路成本，同时，也简化了控制逻辑。此外，该方案的逆向功率桥臂采用耐高压的开关器件，因此适用于高压场景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是现有技术中的一种直流变换电路的电路原理图；
图2～图6分别是本申请实施例提供的直流变换电路的电路原理图；
图7～图11分别是本申请实施例提供的光伏逆变装置的电路原理图。
具体实施方式
此外，在高压应用场景中，光伏组串的电压高达1500V，考虑到直流变换器内的开关器件的耐压性且实现功率双向传输，需要采用图1所示的双向多电平Boost电路，但是，此种直流变换电路所述的开关器件数量较多，且相应的驱动过程更复杂，将导致整个电路的成本增加及体积增大。而且，在光伏逆变装置中，逆变功率传输的使用频率较低，造成资源浪费。
因此，本申请提供了直流变换电路和双向功率传输的光伏逆变装置，其中，直流变换电路包括至少两个DC/DC变换桥臂和一个逆向功率单元；至少两个DC/DC变换桥臂的输出端并联连接后连接逆向功率单元的输入端，逆向功率单元包括至少一个输出端，每个输出端连接互不相同的DC/DC变换桥臂的输入端。通过该逆向功率单元将功率从DC/DC变换电路的输出端反向传输至输入端，即实现DC/DC变换电路的功率双向传输。首先，该方案中至少两个DC/DC变换电路共用一个逆向功率单元，降低了电路成本，同时，也降低了控制逻辑。
下面将结合附图详细说明本申请提供的直流变换电路和双向功率传输的光伏逆变装置。
请参见图2，示出了本申请实施例提供的一种直流变换电路的电路原理图，本实施例提供的直流变换电路包括：逆向功率单元120和多个DC/DC变换桥臂110。每个DC/DC变换桥臂110的正输入端连接电感L1、负输入端连接电容C1，且C1并联在直流滤波电路130的输出端，直流滤波电路130的输入端为直流变换电路的输入端。
每个DC/DC变换桥臂110的输出端并联连接并作为直流变换电路的输出端，每个DC/DC变换桥臂110的输入端分别独立。其中，DC/DC变换桥臂110可以采用Boost升压电路。
逆向功率单元120的输入端连接DC/DC变换桥臂110的输出端，逆向功率单元120包括多个正输出端，每个正输出端分别连接一个DC/DC变换桥臂110的正输入端，且每个逆向功率单元120的正输出端所连接的DC/DC变换桥臂110的正输入端互不相同。
其中，逆向功率单元120包括输出开关组合121和逆向功率桥臂122；其中，输出开关组合121包括多个输出开关支路，且输出开关支路的数量与直流变换电路中DC/DC变换桥臂110的数量相同。
所有输出开关支路的输入端并联连接且连接逆向功率桥臂122的输出端，每个输出开关支路的输出端分别连接一个DC/DC变换桥臂110的正输入端。逆向功率桥臂122的正输入端为逆向功率单元120的正输入端，逆向功率桥臂122的负输入端为逆向功率单元120的负输入端。
本申请的一个实施例中，每个输出开关支路包括一个单向导通器件，(例如，二极管，即图中Da、Db、Dc、Dd)。当逆向功率桥臂122处于工作状态时，输出开关支路的输入侧的电压高于其输出侧的电压，因此输出开关支路中的单向单通器件导通，将逆向功率桥臂122输出的功率传输至与输出开关支路连接的DC/DC变换桥臂的输入端，即，实现与直流变换电路的输出端连接的后级电路的功率经过逆向功率桥臂122和输出开关支路传输至DC/DC变换桥臂的输入端。
在本申请的一个实施例中，如图2所示，逆向功率桥臂122包括第一开关器件Q1、第二开关器件Q2、第一电容Cf、第一二极管D1和第二二极管D2。
其中，Q1的第一端连接输出开关组合121，Q1的第二端连接Q2的第一端，Q2的第二端为逆向功率桥臂122的正输入端；D1的负极连接Q1的第一端，D1的正极连接D2的负极，D2的正极为逆向功率桥臂的负输入端；Cf的一端连接Q1和Q2的公共端，Cf的另一端连接D1和D2的公共端。
逆向功率桥臂122中的Q1和Q2可以采用IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor,金属-氧化物半导体场效应管)实现。
当需要直流变换电路工作在逆向功率传输模式时，控制逆向功率桥臂122中的开关管(Q1和Q2)运行在斩波模式，即逆向功率桥臂122内的开关管按照控制信号(PWM信号)导通/关断，当逆向功率桥臂122内的开关管导通时，直流变换电路输出端连接的后级电路提供的功率经过逆向功率桥臂和输出开关支路传输至相应的DC/DC变换桥臂。
具体的，图2所示的逆向功率传输桥臂运行在斩波模式时可以包括以下几种状态：
状态1：Q2导通，Q1关断，此状态下直流变换电路中的电流流向为Q2→Cf→D1→L1→C1。
状态2：Q1和Q2都导通，直流变换电路中的电流向为：Q1→Q2→L1→C1。
状态3：Q2关断，Q1导通；此状态下直流变换电路中的电流流向为：L1→C1→D2→Q1。
状态4：Q1和Q2都关断；此状态下直流变换电路中的电流流向为：L1→C1→D2→D1。
通过状态1～状态4之间的转换实现功率在直流变换电路中逆向传输。
进一步地，通过控制Q1和Q2的PWM信号的占空比控制逆向功率桥臂122输出的电压大小。
本实施例提供的直流变换电路，包括至少两个DC/DC变换桥臂和一个逆向功率单元；至少两个DC/DC变换桥臂的输出端并联连接后连接逆向功率单元的输入端，逆向功率单元包括输出开关组合和逆向功率桥臂，且输出开关组合包括至少两个输出开关支路，逆向功率桥臂的输入端连接直流变换电路的输出端，逆变功率桥臂的输出端经过对应的输出开关支路分别与各个DC/DC变换桥臂连接；该逆向功率单元通过不同的输出开关支路将各个DC/DC变换桥臂与同一逆向功率桥臂相连。通过该逆向功率单元将功率从DC/DC变换电路的输出端反向传输至输入端，即实现DC/DC变换电路的功率双向传输。首先，该方案中至少两个DC/DC变换桥臂共用一个逆向功率单元，降低了电路成本，同时，也简化了控制逻辑。此外，该方案的逆向功率桥臂采用耐高压的开关器件，因此适用于高压场景。
请参见图3，示出了本申请实施例提供的另一种直流变换电路的电路原理图。本实施例中，逆向功率单元中的输出开关组合与图2所示实施例有所不同，其它部分的电路拓扑及工作原理与图2所示实施例相同，本实施例不再赘述。
本实施例中，输出开关组合121中的每个输出开关支路均包括串联的单向导通器件(例如，二极管)和开关器件(例如，开关管)。单向导通器件的负极作为该输出开关支路的输出端，单向导通器件的正极连接开关管的第一端，开关管的第二端连接逆向功率桥臂的输出端。
其中，每个输出开关支路中的开关器件都可以采用IGBT、MOSFET或继电器实现。
图3示出了包括四个DC/DC变换桥臂的直流变换电路，相应的，输出开关组合包括四个输出开关支路，每个输出开关支路包括串联的二极管和开关管，依次为第一输出开关支路包括串联的Da和Sa，第二输出开关支路包括串联的Db和Sb，第三输出开关支路包括串联的Dc和Sc，第四输出开关支路包括串联的Dd和Sd。
采用本实施例的输出开关组合，能够针对每个支路实现单独控制；具体实施时，当需要单独控制某些DC/DC变换桥臂进行逆向功率传输时，直流变换电路的控制单元会接收到携带逆向功率传输路径的逆向功率传输指令，然后，控制单元控制与该逆向功率传输路径相对应的输出开关支路中的开关器件导通。
例如，当需要a路的DC/DC变换桥臂输出逆向功率时，则控制Sa闭合，同时，控制逆向功率桥臂处于斩波运行模式，以实现直流变换电路后级所连接的电路的功率反向传输。提高了功率反向传输支路控制的灵活性。
本实施例提供的直流变换电路，逆向功率单元的输出开关组合中每个输出开关支路均包括能够单独控制的开关管，从而实现每个DC/DC变换桥臂都能单独控制，提高了功率反向传输控制的灵活性。
请参见图4，示出了本申请实施例提供的又一种直流变换电路的电路原理图，本实施例的输出开关组合与图3所示实施例有所不同。其它部分的电路拓扑和工作原理相同，本实施例不再赘述。
本实施例中，输出开关组合121中每个输出开关支路包括一单向导通器件(如，二极管)，每个单向导通器件的负极分别连接不同的DC/DC变换桥臂，且至少两个单向导通器件的正极并联连接后连接一开关器件的一端，该开关器件的另一端连接逆向功率桥臂122的输出端。即，能够同时控制的DC/DC变换桥臂所连接的输出开关支路共用一个开关器件。
如图4所示，输出开关组合121包括四个输出开关支路依次为：第一输出开关支路包括串联的Da和Sa，第二输出开关支路包括Db和Sa，其中，Da的正极和Db的正极连接后与Sa的一端连接，Sa的另一端连接逆向功率桥臂的输出端；第三输出开关支路包括Dc和Sb，第四输出开关支路包括Dd和Sb，其中，Dc和Dd的正极连接后与Sb的一端连接，Sb的另一端连接逆向功率桥臂的输出端。即，第一输出开关支路和第二输出开关支路共用Sa，第三输出开关支路和第四输出开关支路共用Sb。
当然，在其它应用场景中，如果能够同时控制的DC/DC变换桥臂的数量多于2个，则可以使更多的输出开关支路共用一个开关器件，与每个输出开关支路均串联一个开关管的方案相比，减少了开关管的使用数量，降低了电路成本及控制复杂度。
本实施例中的输出开关组合的控制方式与图3所示实施例相同，此处不再赘述。
本实施例提供直流变换电路，逆向功率单元中的输出开关支路能够根据实际应用场景，能够同时控制的DC/DC变换桥臂所连接的输出开关支路共用一个开关器件，从而降低了电路中开关器件的数量，从而降低了电路成本，同时，降低了电路的控制复杂度。
请参见图5，本申请实施例还提供了与上述图2-图4所示逆向功率桥臂的拓扑不同的另一种逆向功率桥臂。
如图5所示，本实施例中的逆向功率桥臂122包括：开关管Q3和单向导通器件D3。Q3的第一端连接输出开关组合121，Q3的第二端为逆向功率桥臂122的正输入端；D3的负极连接Q1的第一端，D3的正极为逆向功率桥臂的负输入端。D3的作用是逆向功率桥臂的正输入端流向负输入端。
当需要直流变换电路工作在逆向功率传输模式时，控制Q3运行在斩波模式，使直流变换电路输出端连接的后级电路提供的功率经过Q3和输出开关支路传输至相应的DC/DC变换桥臂。
进一步，可以通过控制Q3的PWM信号的占空比控制逆向功率桥臂122输出的电压大小。
当需要直流变换电路工作在正向功率传输模式时，即功率从直流变换电路的输入端传输至输出端，此种应用场景下需要控制逆向功率桥臂中的Q3关断。
其中，本实施例中的Q3可以采用IGBT或MOSFET实现。
此外，图5所示的逆向功率单元中的输出开关组合121的拓扑与图2-图4所示实施例中的输出开关组合的拓扑相同，本实施例不再赘述。
在本申请的另一个实施例中，为了进一步减少硬件成本，如图6所示，逆向功率桥臂只包括开关器件Q4，Q4的第一端连接输出开关组合121，Q4的第二端为逆向功率桥臂的正输出端。
此外，本实施例中逆向功率桥臂的负输入端接地。
本实施例提供的实现双向功率传输的直流变换电路，逆向功率单元中的逆向功率桥臂由一个开关器件和一个单向导通器件实现，进一步减少了半导体器件的数量，从而降低了电路成本，而且，降低了控制逻辑。
上述实施例提供的直流变换电路可以应用于光伏逆变装置中，下面将结合图7～图11分别介绍光伏逆变装置实施例。
请参见图7，示出了本申请实施例提供的一种光伏逆变装置的电路原理图，本实施例所示的光伏逆变装置中的直流变换电路采用图2所示的电路拓扑。
如图7所示，该光伏逆变装置主要包括直流变换电路100、逆变电路200、交流输出电路300。
直流变换电路100的输出端连接逆变电路200的输入端，逆变电路200的输出端连接交流输出电路300的输入端，交流输出电路300的输出端为该光伏逆变装置的输出端；
直流变换电路100除包括至少两个DC/DC变换桥臂110和一个逆向功率单元120之外，每个DC/DC变换桥臂110的输入端连接电感L1、电容C1，其中，每个DC/DC变换桥臂110的正输入端均连接电感L1，负输入端连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接电感L的另一端；直流滤波电路130的输出端连接电容C1的两端，直流滤波电路130的输入端用于连接光伏组串。
本实施例中，直流滤波电路130的输入端并联连接多个直流接口电路500的输出端，每个直流接口电路的输入端分别连接不同的光伏组串，即多个光伏组串输出的功率经过直流接口电路汇流至同一直流变换电路进行升压。
每个DC/DC变换桥臂110的输出端并联滤波电容C2后，且所有DC/DC变换桥臂110的输出端并联连接作为直流变换电路的输出端。
其中，逆向功率单元120的结构及工作原理请参见图2所示的直流变换电路实施例的相关内容，本实施例不再赘述。
在本申请的另一个实施例中，光伏逆变装置中的直流变换电路可以采用图3所示的实施例实现，其它部分的结构及工作原理与图8所示实施例相同，此处不再赘述。
在本申请的再一个实施例中，光伏逆变装置中的直流变换电路还可以采用图4所示的实施例实现，其它部分的结构及工作原理与图8所示实施例相同，此处不再赘述。
在本申请的又一个实施例中，光伏逆变装置中的直流变换电路还可以采用图5所示的实施例实现，其它部分的结构及工作原理与图8所示的实施例相同，此处不再赘述。
在本申请的又一个实施例中，光伏逆变装置中的直流变换电路还可以采用图6所示的实施例实现，其它部分的结构及工作原理与图8所示的实施例相同，此处不再赘述。
图7～图11所示实施例中的逆向功率单元的控制过程如下：
当光伏逆变装置需要向直流侧逆向传输功率时，控制逆向功率单元中的逆向功率桥臂的开关管处于斩波模式，使得功率从直流变换电路的输出端传输至输入端，即实现功率逆向传输。
进一步，可以通过调整逆向功率桥臂中开关管的占空比控制逆向功率桥臂的输出电压。
当光伏逆变装置需要正常工作时，即该光伏逆变装置并网发电、不需要向直流侧逆向传输功率时，逆向功率桥臂中的开关管关断，此时，功率经由DC/DC变换桥臂传输至输出端。
本实施例提供的光伏逆变装置，多个DC/DC变换桥臂共用一个逆向功率单元，该逆向功率单元包括多个输出开关支路和一个逆向功率桥臂。当需要向直流侧逆向传输功率时，控制逆向功率桥臂内的开关管工作在斩波模式，并通过输出开关支路将功率逆向传输至相应的DC/DC变换桥臂的输入端。首先，该方案中的逆向功率桥臂中包括开关器件，因此适用于高压场景。而且，多个DC/DC变换桥臂共用一个逆向功率单元，不需要每个DC/DC变换桥臂均设置逆向功率单元，因此，降低了开关器件的使用，同时，也降低了控制逻辑。
需要说明的是，本申请实施例所示的光伏逆变装置中，直流变换电路与逆变电路部分可以集成在一起，即双向直流变换装置集成在光伏逆变器中。在其它实施例中，直流变换电路与逆变电路部分可以分别独立，即光伏逆变装置包括分别独立的双向直流变换器和逆变器。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本申请各实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本申请各实施例中的装置及终端中的模块和子模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或子模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个子模块或模块可以结合或者可以集成到另一个模块，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的模块或子模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块或子模块的部件可以是或者也可以不是物理模块或子模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块或子模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块或子模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块或子模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块或子模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块或子模块集成在一个模块中。上述集成的模块或子模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块或子模块的形式实现。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体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“包括一个……”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。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种直流变换电路，其特征在于，包括：至少两个DC/DC变换桥臂和一个逆向功率单元；
所述至少两个DC/DC变换桥臂的输出端并联连接后作为所述直流变换电路的输出端，所述至少两个DC/DC变换桥臂的输入端分别独立；
所述逆向功率单元包括输出开关组合和逆向功率桥臂，所述输出开关组合包括至少两个输出开关支路；所述逆向功率桥臂的输入端连接所述直流变换电路的输出端，所述逆向功率桥臂的输出端经过对应的输出开关支路连接至各个DC/DC变换桥臂的输入端，所述逆向功率单元用于将功率从所述直流变换电路的输出端反向传输至输入端。
2.根据权利要求1所述的直流变换电路，其特征在于，所述逆向功率桥臂包括：第一开关器件、第二开关器件、第一电容、第一二极管和第二二极管；
所述第一开关器件的第一端连接所述输出开关组合，所述第一开关器件的第二端连接所述第二开关器件的第一端，所述第二开关器件的第二端为所述逆向功率桥臂的正输入端；
所述第一二极管的负极连接第一开关器件的第一端，所述第一二极管的正极连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极为所述逆向功率桥臂的负输入端；
所述第一电容的一端连接所述第一开关器件和所述第二开关器件的公共端，所述第一电容的另一端连接所述第一二极管和所述第二二极管的公共端。
3.根据权利要求1所述的直流变换电路，其特征在于，所述逆向功率桥臂包括：第三开关器件和第三二极管；
所述第三开关器件的第一端连接所述输出开关组合，所述第三开关器件的第二端为所述逆向功率桥臂的正输入端；
所述第三二极管的正极为所述逆向功率桥臂的负输入端，所述第三二极管的负极连接所述第三开关器件的第一端。
4.根据权利要求1所述的直流变换电路，其特征在于，所述逆向功率桥臂包括：第一端与所述输出开关组合连接，第二端为逆向功率桥臂的正输入端的第四开关器件。
5.根据权利要求1-4任一项所述的直流变换电路，其特征在于，所述逆向功率桥臂中的开关器件为IGBT或MOSFET。
6.根据权利要求1-4任一项所述的直流变换电路，其特征在于，所述直流变换电路的控制单元在接收到逆向功率传输指令后，控制所述逆向功率桥臂中的开关器件运行在斩波模式；当接收到正向功率传输指令后，控制所述逆向功率桥臂中的开关器件关断。
7.根据权利要求1所述的直流变换电路，其特征在于，每个所述输出开关支路包括：一个单向导通器件，该单向导通器件的正极为所述输出开关支路的输入端，负极为所述输出开关支路的输出端。
8.根据权利要求1所述的直流变换电路，其特征在于，每个所述输出开关支路包括一个单向导通器件和一个开关器件，所述单向导通器件的负极为所述输出开关支路的输出端，所述单向导通器件的正极连接所述开关器件的一端，所述开关器件的另一端为所述输出开关支路的输入端。
9.根据权利要求1所述的直流变换电路，其特征在于，每个输出开关支路包括一个单向导通器件，该单向导通器件的负极为该输出开关支路的输出端，且至少两个所述单向导通器件的正极均连接同一开关器件的一端，该开关器件的另一端连接所述逆向功率桥臂的输出端。
10.根据权利要求8或9所述的直流变换电路，其特征在于，每个输出开关支路中的开关器件为IGBT、MOSFET或继电器实现。
11.根据权利要求8或9所述的直流变换电路，其特征在于，所述直流变换电路的控制单元在接收到携带逆向功率传输路径的逆向功率传输指令后，控制与所述逆向功率传输路径相对应的输出开关支路中的开关器件导通。
12.一种双向功率传输的光伏逆变装置，其特征在于，包括逆变电路和权利要求1-11任一项所述的直流变换电路；
所述直流变换电路的输入端为所述光伏逆变装置的输入端，所述直流变换电路的输出端连接所述逆变电路的输入端，所述逆变电路的输出端为所述光伏逆变装置的输出端。
13.根据权利要求12所述的光伏逆变装置，其特征在于，所述直流变换电路与所述逆变电路集成设置；
或者，所述直流变换电路与所述逆变电路分别独立设置。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3979492B1 (en) * 2020-07-03 2023-11-01 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Electric energy backward-flow control method, converter, and photovoltaic power generation system
AU2020483594A1 (en) * 2020-12-31 2022-09-01 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Photovoltaic power generation system, photovoltaic inverter and direct-current combiner box
CN113098104A (zh) * 2021-04-22 2021-07-09 中节能太阳能科技（镇江）有限公司 一种组串el测试锂电池系统
CN113922671B (zh) * 2021-10-21 2023-07-21 国网经济技术研究院有限公司 一种三端口柔性直流输电dc-dc变换器及其控制方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1033121C (zh) * 1993-08-31 1996-10-23 电子科技大学 恒频零电压边沿谐振开关变换器
JP3130443B2 (ja) * 1995-03-15 2001-01-31 セイコーインスツルメンツ株式会社 スイッチングレギュレータ
JP4396275B2 (ja) * 2002-03-26 2010-01-13 パナソニック電工株式会社 電力コンバータ
JP4196867B2 (ja) * 2004-03-31 2008-12-17 株式会社デンソー 双方向昇降圧型チョッパ回路及びそれを用いたインバータ回路並びにｄｃ−ｄｃコンバータ回路
US7304461B2 (en) * 2004-11-18 2007-12-04 Honda Motor Co., Ltd. DC/DC converter
JP5726555B2 (ja) * 2011-02-01 2015-06-03 田淵電機株式会社 太陽光発電システム
US8847328B1 (en) * 2013-03-08 2014-09-30 Ixys Corporation Module and assembly with dual DC-links for three-level NPC applications
CN104699166A (zh) * 2013-12-06 2015-06-10 广西大学 一种基于粒子群优化的多路mppt装置
CN105406516B (zh) * 2015-12-30 2018-10-02 阳光电源股份有限公司 防pid装置、防pid光伏并网发电系统和防pid方法
CN106374830B (zh) * 2016-09-13 2018-09-21 合肥工业大学 大功率高升压比光伏直流变流器装置及控制方法
CN206490584U (zh) * 2017-01-16 2017-09-12 哈尔滨理工大学 带有耦合电感的三电平双向dc/dc变换器拓扑
CN207010572U (zh) * 2017-08-03 2018-02-13 贵州电网有限责任公司电力科学研究院 一种双通道输入的三相光伏并网逆变器系统
CN207625308U (zh) * 2017-09-13 2018-07-17 廊坊英博电气有限公司 一种超级电容储能的双向变流装置
US10326376B2 (en) * 2017-09-28 2019-06-18 Apple Inc. Current fed active clamp forward boost converter
CN107959433B (zh) * 2017-12-21 2020-08-28 阳光电源股份有限公司 一种抑制漏电流的逆变器及逆变系统
CN109921455A (zh) * 2018-02-07 2019-06-21 苏州捷芯威半导体有限公司 一种分布式发电系统架构以及分布式发电系统架构的控制方法
CN108471235A (zh) * 2018-03-28 2018-08-31 江苏固德威电源科技股份有限公司 三电平双向dc/dc电路
CN110138207A (zh) * 2018-12-19 2019-08-16 天津大学青岛海洋技术研究院 可用于储能装置的高电压增益的双向dc/dc变换器
CN109756115B (zh) * 2018-12-21 2021-12-03 华为数字技术（苏州）有限公司 一种升压功率变换电路、方法、逆变器、装置及系统
CN109910641B (zh) * 2019-02-26 2020-11-13 华中科技大学 一种用于纯电动汽车的高效复合储能系统及其控制方法
CN109951081A (zh) * 2019-04-15 2019-06-28 江苏工程职业技术学院 一种Buck端耦合电感式升降压变换电路及控制方法
CN110556806B (zh) * 2019-09-18 2021-06-25 西南交通大学 一种抑制开关电弧的旁路电容数值选取方法
CN110572026A (zh) * 2019-09-26 2019-12-13 特变电工西安电气科技有限公司 一种钳位型三电平升压功率变换电路

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