CN116472662A - 一种变换电路、变换电路预充电控制方法及光伏系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种变换电路、变换电路预充电控制方法及光伏系统,用于不增加额外成本,并避免在RSCC处于工作状态瞬间电路中产生电流对开关造成冲击,保障RSCC的工作性能。变换电路包括:第一电源、谐振开关电容变换器RSCC和控制电路。RSCC包括开关单元、输出滤波单元、第一输入端,第二输入端和输出端,开关单元连接在第一输入端和第二输入端之间,输出滤波单元连接在第二输入端和输出端之间。第一电源的一极与第一输入端连接,第一电源的另一极与第二输入端连接,第一电源用于为RSCC提供输入电压。控制电路与开关单元连接,用于在控制RSCC工作前,控制RSCC中的开关单元将第一电源提供的电能传输至输出滤波单元。
Description
本申请涉及电子技术领域,尤其涉及一种变换电路、变换电路预充电控制方法及光伏系统。
传统直流变换器普遍采用电感、变压器等磁性元件传递能量,使传统直流变换器工作在硬开关状态。硬开关状态对直流变换器中开关损耗较大,降低了直流变换器的工作效率。并且电感、变压器等磁性元件体积较大,因而传统直流变换器功率密度较低。
为了提升直流变换器的性能,新型直流变换器被提出,如谐振开关电容变换器(resonant switched capacitor converter,RSCC)。RSCC中利用谐振单元传递能量,可使RSCC中的功率开关器件工作在软开关状态,提升RSCC的工作效率。谐振单元一般包括谐振电感和谐振电容,具相比于传统直流变换器中的电感、变压器等磁性元件,具有更小的体积,RSCC也因此具有较高的功率密度。
RSCC可以用于电压变换,如升压变换、降压变换、电压极性变换等应用场景。通常,RSCC包括多个开关管(开关),多个电容,多个二极管和谐振单元,谐振单元通常包括谐振电感和谐振电容。图1中示出一种RSCC电路拓扑结构图。为RSCC提供输入电压后,通过控制多个开关的关断状态,可以实现输出目标电压。由于RSCC处于输出目标电压的工作状态之前,输出滤波电容的电压几乎为零。在RSCC处于工作状态的瞬间,谐振单元中谐振电感产生的电流对RSCC中的功率开关管造成冲击,影响开关管的性能,导致RSCC工作性能下降。
发明内容
本申请提供一种变换电路、变换电路预充电控制方法及光伏系统,用于不增加额外成本,并避免在RSCC处于工作状态瞬间电路中产生电流对开关造成冲击,保障RSCC的工作性能。
第一方面,本申请提供一种变换电路,包括:第一电源、谐振开关电容变换器RSCC和控制电路。所述RSCC包括开关单元、输出滤波单元、第一输入端S1,第二输入端S2和输出端S3,所述开关单元连接在所述第一输入端S1和所述第二输入端S2之间,所述输出滤波单元连接在所述第二输入端S2和所述输出端S3之间。所述第一电源的一极与所述第一输入端S1连接,所述第一电源的另一极与所述第二输入端S2连接,所述第一电源用于为所述RSCC提供输入电压。所述控制电路与所述开关单元连接,用于在控制所述RSCC工作前,控制所述RSCC中的所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述输出滤波单元。
本申请实施例中,变换电路中的RSCC可用于直流-直流变换场景中,如直流-直流变换电路,可以进行升压变换、降压变换或者极性变换等。变换电路中的控制电路可以控制RSCC工作。控制电路在控制RSCC工作前,控制RSCC中的开关单元将第一电源提供的电能传输至输出滤波单元中,提升输出滤波单元的电压。由于输出滤波单元中存储有电能, 其电压不为零。控制电路在控制RSCC工作的瞬间,电路中形成的电流较弱,对RSCC中的开关单元影响较弱,可以保障开关单元的性能。控制电路通过控制RSCC中的开关单元,可使第一电源对输出滤波单元充电,提升输出滤波单元的电压,并且不需要增加额外的充电电路,也可以保障RSCC的功率密度。
一种可能的设计中,所述RSCC还包括谐振单元和钳位单元。所述钳位单元与所述输出滤波单元并联。所述开关单元与所述谐振单元的一端连接,所述谐振单元的另一端与所述钳位单元连接。所述控制电路控制所述RSCC中的开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述输出滤波单元时,具体用于:控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述谐振单元;控制所述开关单元将所述谐振单元中的电能传输至所述输出滤波单元。
本申请实施例中,控制电路可以通过控制开关单元将第一电源提供的能量传输至谐振单元中,可使第一电源对谐振单元充电。然后在控制开关单元将谐振单元中电能传输至输出滤波单元,可使谐振单元对输出滤波单元充电。由于谐振单元和输出滤波单元中存储有电能,谐振单元电压不为零,输出滤波单元电压不为零,可以降低RSCC工作的瞬间,电路中形成的电流。
一种可能的设计中,所述控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述谐振单元时,所述第一电源、所述开关单元、所述谐振单元、所述钳位单元形成第一通路,所述开关单元和所述第二输入端S2之间断路,所述钳位单元与所述输出端S3之间断路。所述控制电路控制所述开关单元将所述谐振单元中的电能传输至所述输出滤波单元中时,所述开关单元、所述谐振单元、所述钳位单元、所述输出滤波单元形成第二通路,所述钳位单元与所述第二输入端S2之间断路。
本申请实施例中,RSCC中的谐振单元可以作为能量中转单元。控制电路控制开关单元将第一电源提供的电能传输至输出滤波单元过程中,可以先控制开关单元,使第一电源、开关单元、谐振单元、钳位单元形成第一通路,第一电源可以经由第一通路对谐振单元进行充电。然后控制电路控制开关单元,使开关单元、谐振单元、钳位单元和输出滤波单元形成第二通路,谐振单元可以经由第二通路对输出滤波单元进行充电。
一种可能的设计中,所述RSCC还包括输入滤波单元,所述输入滤波单元与所述开关单元并联。所述输入滤波单元用于存储所述第一电源提供的电能。所述输入滤波单元包括第一子输入滤波单元和第二子输入滤波单元,所述第一子输入滤波单元与所述第二子输入滤波单元串联连接,所述第一子输入滤波单元与所述第二子输入滤波单元连接的一端与所述开关单元连接。所述控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述谐振单元时,具体用于:控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中;或者,控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能和提供给所述第二子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中。
本申请实施例中,输入滤波单元与开关单元并联,输入滤波单元连接在第一电源的两极之间。第一电源可以将电能提供给输入滤波单元。输入滤波单元也可以存储第一电源提供的电能。RSCC中的输入滤波单元可以包括多个子输入滤波单元。控制电路在控制开关单元将第一电源提供的电能传输至谐振单元过程中,可以将输入滤波单元中的一个或多个子输入滤波单元做为能量中转单元。控制电路可以控制开关单元将一个或多个子输入滤波单元中的电能传输至谐振单元中。如,将第一子输入滤波单元中的能量传输至谐振单元中, 可以降低对谐振单元充电过程中产生电流对开关单元的冲击。控制电路将输入滤波单元中的一个或多个子输入滤波单元做为能量中转单元,可以灵活地,精细地对谐振单元进行充电。
一种可能的设计中,所述控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中时,所述第一子输入滤波单元、所述开关单元、所述谐振单元、所述钳位单元之间形成第三通路,所述开关单元与所述第一输入端S1之间断路,所述开关单元与所述第二输入端S2之间断路,所述钳位单元与所述输出滤波单元断路。所述控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能和提供给所述第二子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中时控制所述开关单元将所述第一子输入滤波单元中的电能和所述第二子输入滤波单元电能传输至所述谐振单元中,所述第一子输入滤波单元、所述第二子输入滤波单元、所述开关单元、所述谐振单元、所述钳位单元之间形成第四通路,所述开关单元与所述第二输入端S2之间断路,所述钳位单元与所述输出滤波单元之间断路。
本申请实施例中,控制电路控制开关单元,使第一子输入滤波单元、开关单元、谐振单元、钳位单元之间形成给第三通路。第一子输入滤波单元可以经由第三通路对谐振单元进行充电。控制电路控制开关单元,所述第一子输入滤波单元、所述第二子输入滤波单元、所述开关单元、所述谐振单元、所述钳位单元之间形成第四通路。第一子输入滤波单元和第二子输入滤波单元可以经由第四通路对谐振单元进行充电。
一种可能的设计中,所述控制电路还用于控制所述开关单元将所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述输出滤波单元中。
本申请实施例中,控制电路可以通过控制开关单元,使谐振单元可以对输出滤波单元进行充电。控制电路还可以通过控制开关单元,使第一子输入滤波单元对输出滤波单元进行充电。控制电路可以将输入滤波单元中的子输入滤波单元作为能量中转单元,例如,第一子输入滤波单元对输出滤波单元进行充电,控制电路可以灵活地,精细地对输出滤波单元进行充电,保护变换电路中的元件。
一种可能的设计中,所述控制电路控制所述开关单元将所述谐振单元中的电能传输至所述输出滤波单元中时,所述谐振单元、所述开关单元、所述输出滤波单元和所述钳位单元形成第五通路,所述开关单元与所述第一子输入滤波单元之间断路,所述开关单元与所述第二输入端S2之间断路。
本申请实施例中,控制电路将RSCC中的谐振单元可以作为能量中转单元。控制电路可以在谐振单元被充电后,通过控制开关单元,使谐振单元、开关单元、输出滤波单元和钳位单元形成第五通路。谐振单元可以经由第五通路对输出滤波单元进行充电。
一种可能的设计中,所述控制电路控制所述开关单元将所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述输出滤波单元中时,所述第一子输入滤波单元、所述开关单元、所述谐振单元、所述钳位单元、所述输出滤波单元形成第六通路,所述开关单元与所述第二输入端S2之间断路,所述开关单元与所述第一输入端S1之间断路,所述钳位单元与所述第二输入端S2之间断路。
本申请实施例中,控制电路将RSCC中的谐振单元和第一子输入滤波单元作为能量中转单元。控制电路通过控制开关单元,使第一子输入滤波单元、开关单元、谐振单元、钳位单元、输出滤波单元形成第六通路。第一子输入滤波单元和谐振单元可以对输出滤波单 元进行充电。
一种可能的设计中,所述第一电源包括:至少一个光伏组串和第一直流-直流升压电路。所述至少一个光伏组串的正极与所述第一直流-直流升压电路的正极输入端连接,所述至少一个光伏组串的负极与所述第一直流-直流升压电路的负极输入端连接。所述第一直流-直流升压电路的正极输出端连接所述第一输入端S1,所述第一直流-直流升压电路的负极输出端连接所述第二输入端S2。所述第一直流-直流升压电路用于将所述至少一个光伏组串提供的电压转化为所述输入电压。
本申请实施例中,变换电路可以应用于光伏发电场景中。第一电源可以包括光伏组串和第一直流-直流升压电路。控制电路在控制RSCC工作前控制RSCC中的开关单元将第一电源提供的电能传输至输出滤波单元中,可以保障RSCC中开关单元的工作性能,从而保障光伏发电场景中变换电路的工作性能。
第二方面,本申请提供一种光伏系统,包括至少一个如第一方面中的变换电路、多个光伏组串、至少一个第二直流-直流升压电路、直流-交流逆变电路。每个第二直流-直流升压电路的正极输出端与所述直流-交流逆变电路的正极输入端连接,所述每个第二直流-直流升压电路的负极输出端分别与一个所述变换电路中的RSCC的第二输入端S2和所述直流-交流逆变电路的零电平端连接;其中,每个第二直流-直流升压电路的负极输出端连接不同所述变换电路中的RSCC的第二输入端S2。每个所述变换电路中的RSCC的输出端S3与所述直流-交流逆变电路的负极输入端连接。每个所述第二直流-直流升压电路的正极输入端连接至少一个光伏组串的正极,所述每个第二直流-直流升压电路的负极输入端连接所述至少一个光伏组串的负极。每个所述第二直流-直流升压电路用于将所连接的光伏组串提供的电压进行升压处理得到第一输入电压,并向所述直流-交流逆变电路提供所述第一输入电压。所述变换电路中的所述RSCC工作时,向所述直流-交流逆变电路提供第二输入电压。所述直流-交流逆变电路的输出端用于与电网连接,以将所述第一输入电压和所述第二输入电压转化为交流电压后提供给所述电网。
本申请实施例中,光伏系统中包括第一方面中的任意一种变换电路,变换电路中的RSCC工作时可以为光伏系统中的直流-交流逆变电路提供第二输入电压。变换电路中的控制电路可以在控制RSCC工作前,控制RSCC中的开关单元将第一电源提供的电能传输至RSCC中的输出滤波单元,避免RSCC处于工作状态的瞬间,电路中产生的电流对开关单元产生冲击,保障开关单元的工作性能,从而保障RSCC的工作性能,也可以保障光伏系统的工作性能。并且不需要增加额外的充电电路和控制开关等成本。
第三方面,本申请实施例提供一种变换电路预充电控制方法,应用于变换电路,所述变换电路包括第一电源、谐振开关电容变换器RSCC,所述RSCC包括开关单元和输出滤波单元。该方法可以由控制电路或者控制器执行,所述方法包括:控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述输出滤波单元。控制电路若确定所述输出滤波单元电压大于预设阈值,控制所述RSCC工作。
本申请实施例中,控制电路在控制RSCC工作前,控制RSCC中的开关单元将第一电源提供的电能传输至输出滤波单元中,提升输出滤波单元的电压。由于输出滤波单元中存储有电能,其电压不为零。控制电路在控制RSCC工作的瞬间,电路中形成的电流较弱,对RSCC中的开关单元影响较弱,可以保障开关单元的性能。控制电路通过控制RSCC中的开关单元,可使第一电源对输出滤波单元充电,提升输出滤波单元的电压,并且不需要 增加额外的充电电路,也可以保障RSCC的功率密度。
一种可能的设计中,所述RSCC还包括谐振单元;所述控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述输出滤波单元,包括:控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述谐振单元。控制电路控制所述开关单元将所述谐振单元中的电能传输至所述输出滤波单元。
本申请实施例中,控制电路可以通过控制开关单元将第一电源提供的能量传输至谐振单元中,可使第一电源对谐振单元充电。然后在控制开关单元将谐振单元中电能传输至输出滤波单元,可使谐振单元对输出滤波单元充电。由于谐振单元和输出滤波单元中存储有电能,谐振单元电压不为零,输出滤波单元电压不为零,可以降低RSCC工作的瞬间,电路中形成的电流。
一种可能的设计中,所述RSCC还包括输入滤波单元,所述输入滤波单元包括第一子输入滤波单元和第二子输入滤波单元;所述方法还包括:控制电路控制所述开关单元将所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述输出滤波单元中。
本申请实施例中,控制电路还可以通过控制开关单元,使第一子输入滤波单元对输出滤波单元进行充电。控制电路可以将输入滤波单元中的子输入滤波单元作为能量中转单元,例如,第一子输入滤波单元对输出滤波单元进行充电,控制电路可以灵活地,精细地对输出滤波单元进行充电,保护变换电路中的元件。
一种可能的设计中,所述控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述谐振单元,包括:控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中;或者,控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能和提供给所述第二子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中。
本申请实施例中,控制电路在控制开关单元将第一电源提供的电能传输至谐振单元过程中,可以将输入滤波单元中的一个或多个子输入滤波单元做为能量中转单元。控制电路可以控制开关单元将一个或多个子输入滤波单元中的电能传输至谐振单元中。如,将第一子输入滤波单元中的能量传输至谐振单元中,可以降低对谐振单元充电过程中产生电流对开关单元的冲击。控制电路将输入滤波单元中的一个或多个子输入滤波单元做为能量中转单元,可以灵活地,精细地对谐振单元进行充电。
第四方面,本申请实施例提供一种变换电路预充电控制方法,应用于控制电路或者控制器。该方法可以包括以下步骤:控制开关单元将第一子输入滤波单元中的电能传输至谐振单元中,直至谐振单元电压大于第一预设阈值。根据第一预设方式,执行操作1和操作2。其中,操作1为控制开关单元将第一子输入滤波单元中的电能和第二子输入滤波单元中的电能传输至谐振单元中,操作2为控制开关单元将谐振单元中的电能和第一子输入滤波单元中的电能传输至输出滤波单元中。根据第二预设方式,执行操作3和操作4,其中,操作3为控制开关单元将第一子输入滤波单元中的电能传输至谐振单元中,操作3为控制开关单元将谐振单元中的电能传输至输出滤波单元中。
本申请实施例中,控制器可以在每个控制周期内控制开关单元将第一子输入滤波单元中的电能传输至谐振单元中,直至谐振单元电压大于第一预设阈值,可使谐振单元电压逐渐增大,并大于第一预设阈值。然后将第一子输入滤波单元和谐振单元作为能量中转单元,控制器通过根据第一预设方式,执行操作1和操作2,可实现将第一电源提供的电能传输 至输出滤波单元中,并且这个过程中,电路产生的电流较弱,保障开关单元的工作性能。控制器执行操作2后,输出滤波单元电压不为零。控制器通过根据第二预设方式,执行操作3和操作4,也可实现第一电源提供的电能传输至输出滤波单元,并且输出滤波单元被提供更多的电能。
一种可能的设计中,控制器在根据第二预设方式,执行操作3和操作4之前,控制器还可以控制开关单元将谐振单元中的电能和第一子输入滤波单元中的电能传输至输出滤波单元中,直至谐振单元电压小于或等于输出滤波单元电压与第一子输入滤波单元电压之和。
本申请实施例中,控制器根据第二预设方式,执行操作3和操作4之前,通过控制开关单元,使谐振单元和第一子输入滤波单元对输出滤波单元进行充电,使得谐振单元电压小于或等于输出滤波单元电压与第一子输入滤波单元电压之和,可以降低控制器后续充电过程中产生的电流尖峰,影响开关单元的工作性能。
一种可能的设计中,控制器在根据第二预设方式,执行操作3和操作4之后,若谐振单元的电压等于第一预设阈值,控制器可以根据第三预设方式,执行操作5和操作6,直至输出滤波单元电压大于第一电源提供的输入电压,其中,操作5为控制开关单元将第一子输入滤波单元中的电能和第二子输入滤波单元中的电能传输至谐振单元中,操作6为控制开关单元将谐振单元中的电能传输至输出滤波单元中。
本申请实施例中,控制器可以根据第三预设方式,执行操作5和操作6,使输出滤波单元的电压为输入电压。输出滤波单元的电压大于或等于输入电压,可以确定完成充电过程。控制器可以控制RSCC工作。
一种可能的设计中,控制器在根据第二预设方式,执行操作3和操作4之后,若谐振单元的电压不等于第一预设阈值,控制器可以控制开关单元将谐振单元中的电能传输至输出滤波单元中,直至谐振单元的电压等于第一预设阈值。或者控制开关单元将第一子输入滤波单元中的电能传输至输出滤波单元中,直至谐振单元的电压等于第一预设阈值。
第五方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括计算机程序,当计算机程序在处理器上运行时,使得所述处理器执行本申请实施例第三方面及第三方面任一可能设计的技术方案或者第四方面及第四方面任一可能设计的技术方案。
第六方面,本申请实施例提供一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品在电子设备上运行时,使得所述电子设备执行本申请实施例第三方面及第三方面任一可能设计的技术方案或者第四方面及第四方面任一可能设计的技术方案。
图1为一种包括RSCC的变换电路的结构示意图;
图2为一种能够实现对RSCC预充电的变换电路的结构示意图;
图3为一种变换电路的结构示意图;
图4为一种充电过程中变换电路中的通路示意图;
图5为一种充电过程中变换电路中的通路示意图;
图6为一种变换电路的结构示意图;
图7为一种变换电路的结构示意图;
图8为一种充电过程中变换电路中的通路示意图;
图9为一种充电过程中变换电路中的通路示意图;
图10为一种充电过程中变换电路中的通路示意图;
图11为一种充电过程中变换电路中的通路示意图;
图12为一种充电过程中变换电路中的通路示意图;
图13为一种变换电路的结构示意图;
图14为一种变换电路预充电方法的示意流程图;
图15为一种变换电路预充电方法的示意流程图;
图16为一种充电过程中变换电路中的通路示意图;
图17为一种充电过程中变换电路中的通路示意图;
图18为一种充电过程中变换电路中的通路示意图;
图19为一种充电过程中变换电路中的通路示意图;
图20为一种电源的结构示意图;
图21为一种光伏系统的结构示意图;
图22为一种光伏系统的结构示意图。
光伏发电系统、电动汽车、可再生能源系统对电力电子变换器需求不断增加。传统直流变换器普遍采用电感、变压器等磁性元件传递能量。因直流变换器工作在硬开关状态,使得传统直流变换器中开关损耗大,工作效率低,同时也影响使用直流变换器的系统的性能,如影响光伏发电系统的性能。
传统直流变换器中电感、变压器等磁性元件体积较大,使传统直流变换器的功率密度较低。区别于传统直流变换器,RSCC是一种新型直流变换器。RSCC中利用谐振电感和谐振电容的谐振单元传递能量。通常谐振单元的体积较小,因而RSCC具有较高的功率密度。谐振单元还可以使RSCC中的功率开关器件工作在软开关状态,提升RSCC的工作效率,也可以提升使用RSCC的系统的性能。
RSCC可以用于直流-直流变换电路中,可以对直流电压进行电压变换,如升压变换、降压变换、电压极性变换等,并输出变换后的直流电压。通常,RSCC包括多个开关管(开关),多个电容,多个二极管和谐振单元。为RSCC提供输入电压后,通过控制多个开关的关断状态,实现输出目标电压。
图1中示出一种包括RSCC的变换电路拓扑结构。变换电路包括电源(输入电压为Vin)和RSCC。RSCC包括三个连接端点,分别为第一输入端点1和第二输入端点2。电源的一端与第一输入端点1连接,电源的另一端与第二输入端点2连接(图1中以电源的正极与第一输入端点1连接,电源的负极与第二输入端点2连接作为举例)。RSCC包括由串联连接的滤波电容C1、滤波电容C2和输出滤波电容C3形成的第一支路,由串联连接的开关T1、开关T2、开关T3和开关T4、二极管D3和二极管D4形成的第二支路,二极管D1,二极管D2以及谐振单元。谐振单元包括串联连接的谐振电容Cr和谐振电感Lr。
第一支路中,滤波电容C1的一端与第一输入端点1连接,另一端与滤波电容C2连接。输出滤波电容C3的一端与滤波电容C2连接,另一端与输出端点3连接。
第二支路中,开关T1的一端与第一输入端点1连接,另一端与开关T2连接。开关 T4的一端与开关T3连接,另一端与二极管D3的阴极连接。二极管D3的阳极与二极管D4的阴极连接,二极管D4的阳极与输出端点3连接。
滤波电容C1和滤波电容C2之间设置节点P1,开关T1和开关T2之间设置节点P2,开关T3和开关T4之间设置节点P3,开关T2和开关T3支架设置节点P4,二极管D3和二极管D4之间设置节点P5。二极管D1的阳极分别连接节点P1和二极管D2的阴极,二极管D1的阴极连接节点P2。二极管D2的阳极连接节点P3。谐振单元连接在节点P4和节点P5之间。
RSCC中开关T1、开关T2、开关T3和开关T4的控制端可以与控制电路连接。控制电路可以向开关发送驱动信号或者脉冲信号,控制开关处于导通状态或者处于断开状态。控制电路还可以根据预设控制时序以及各控制时序所对应的各开关的驱动信号,通过在不同控制时序上,向各开关发送与控制时序对应的驱动信号,使RSCC处于工作状态,实现将输入电压变换为目标输出电压。
由于在RSCC处于工作状态之前,输出滤波电容C3的电压几乎为零,谐振电容Cr的电压也几乎为零。在RSCC开始工作的瞬间,谐振电感Lr产生的电流会对开关等功率元件产生冲击,影响开关元件的性能,导致RSCC工作性能下降。
为避免在RSCC开始工作的瞬间,谐振电感Lr产生的电流对各开关的冲击,在控制电路控制RSCC处于工作状态之前可以对RSCC中的输出滤波电容,谐振电容等功率元件进行充电,使在RSCC开始工作的瞬间,减小谐振电感Lr产生的电流,从而降低电流对各开关的冲击。
如图2所示,将充电电路和开关控制单元接入RSCC中。充电电路可以对输出滤波电容C3充电,也可以对谐振电容Cr充电。开关控制单元可以控制充电电路分别对输出滤波电容C3和谐振电容Cr进行充电,使输出滤波电容C3和谐振电容Cr在RSCC处于工作状态之前的电压不为零。增加充电电路和开关控制电源,可以避免RSCC在处于工作状态时,谐振电感Lr形成的电流对各开关产生冲击。但是这种充电方式增加了变换电路的成本,也增加了变换电路的面积,导致变换电路的功率密度下降。
基于上述问题,本申请实施例提供一种对RSCC中的输出滤波电容充电的方法,可以应用于包括RSCC的变换电路,以不增加额外成本,并避免在RSCC处于工作状态瞬间电路中产生电流对开关造成冲击,保障RSCC的工作性能。
如图3所示,本申请实施例提供的变换电路可以包括RSCC 31、第一电源32和控制电路33。RSCC 31可以包括开关单元301,输出滤波单元304,第一输入端S1,第二输入端S2和输出端S3。开关单元301可以连接在第一输入端S1和第二输入端S2之间。控制电路33与开关单元301连接,可以对开关单元301进行控制。
输出滤波单元304可以连接在第二输入端S2和输出端S3之间。输出滤波单元304可以包括至少一个电容,例如输出滤波电容。
第一电源32的两极分别与RSCC 31的第一输入端S1和第二输入端S2连接。例如,第一电源32的正极与第一输入端S1连接,第一电源32的负极与第二输入端S2连接。第一电源32可以为RSCC 31提供电能。
控制电路33可以用于本申请提供的对RSCC中的输出滤波充电方法。控制电路33可以在控制RSCC工作前,控制开关单元301将第一电源提供的电能传输至输出滤波单元304。本申请实施例中,控制电路33控制RSCC 31工作,可以指控制RSCC 31处于工作状态。 例如,控制RSCC 31将第一电源32提供的输入电压,转换为目标电压,或者称目标输出电压。目标电压可以经由RSCC 31的第二输入端S2和输出端S3输出提供给负载,例如,逆变电路等。RSCC 31可以应用在升压变换、降压变换、极性变换等场景中。在升压变换场景中,目标电压的数值可以大于输入电压。在降压变换场景中,目标电压的数值可以小于输入电压。在极性变换场景中,目标电压可以与输入电压绝对值相等,极性相反。RSCC31也可以应用于其它电压变换场景中,此处不再一一列举。
控制电路33可以实施为控制器。控制电路33也可以包括多个控制单元,不同控制单元可以用于控制RSCC处于不同的运行状态。例如,第一控制单元用于控制RSCC 31处于工作状态,第二控制单元用于在RSCC 31工作前控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至输出滤波单元304中。控制电路33在RSCC 31工作前控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至输出滤波单元304中的过程,可以视为控制RSCC 31处于预充电状态。
本申请实施例中,控制电路33可以控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至输出滤波单元304,实现第一电源32对RSCC 31中的输出滤波单元304充电。控制电路33可以向控制开关单元301发送(或提供)控制信号或者驱动信号。开关单元301可以在接收控制信号或者驱动信号时,将第一电源32提供的电能传输至输出滤波单元304。开关单元301也可以在未接收到控制信号或者驱动信号时,不将第一电源32提供的电能传输至输出滤波单元304。
防止充电时电路中的电流过大,会影响开关单元301中开关的性能,控制电路33还可以控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至输出滤波单元304的持续时长。例如,控制电路33在预设时长内持续向开关单元301发送控制信号或者驱动信号。开关单元301在预设时长内持续地将第一电源32提供的电能传输至输出滤波单元304中。其中,预设时长可以小于一个控制周期。
输出滤波单元304被充电的时长不同,输出滤波单元304电压增加情况也不同。换句话说,控制电路33向开关单元301发送控制信号或者驱动信号的持续时长不同,输出滤波单元两端增加电压情况也不同。例如,控制电路可以在第一时长内持续向开关单元301发送控制信号或者驱动信号。控制电路也可以在第二时长内持续向开关单元301发送控制信号或者驱动信号。若第一时长和第二时长是不同的数值,输出滤波单元304被充电第一时长后的电压增加量,与输出滤波单元304被充电第二时长后的电压增加量不同。
一种可能的实施方式中,控制电路33可以多次控制开关单元301将第一电源32的电能传输至输出滤波单元304中,可使输出滤波单元304被多次充电。控制电路33每次控制开关单元301将第一电源32的电能传输至输出滤波单元304中的持续时长可以相同,也可以不同。换句话说,控制电路33可以在每个控制周期中的相同时段或者不同时段内,持续向开关单元301发送控制信号或者驱动信号,使开关单元301将第一电源32的电能传输至输出滤波单元304中。
输出滤波单元304被充电后,电压不为零,可以降低RSCC 31处于工作状态的瞬间产生的电流对开关单元301产生冲击。可见,本申请实施例提供对RSCC中的输出滤波电容充电的方法,可以保障变换电路中功率元件的性能,以及变换电路的功率密度,并且还不需要增加变换电路的成本。
RSCC 31中还可以包括谐振单元302和钳位单元303。所述钳位单元303与所述输出 滤波单元304并联。钳位单元303可以用于限制第二输入端S2的电压不发生改变。
所述开关单元301与所述谐振单元302的一端连接,所述谐振单元302的另一端与所述钳位单元303连接。谐振单元302可以包括串联的谐振电容和谐振电感。谐振单元302可以用于传递能量,使开关单元301中的开关器件工作在软开关状态。
RSCC 31中也可以包括输入滤波单元305。输入滤波单元305与开关单元301并联连接,可以用于在RSCC 31处于工作状态时,对第一电源32提供的输入电压进行稳压。输入滤波单元305可以包括至少一个串联的电容。输入滤波单元305连接在第一电源32的两极之间,第一电源32可以直接为输入滤波单元305提供电能,输入滤波单元305也可以用于存储第一电源32提供的电能。
本申请实施例中,开关单元301的第一端301a分别连接RSCC 31的第一输入端S1和输入滤波单元305的输入端305a。开关单元301的第二端301b连接第二输入端S2。开关单元301的第三端301c与谐振单元302的第一端302a连接。开关单元301的第四端301d可以与控制电路33连接。
谐振单元302的第二端302b与钳位单元303的第一输入端303a连接。钳位单元303的第二输入端303b与RSCC 31的输出端S3连接。钳位单元303的输出端303c与RSCC 31的第二输入端S2连接。
输入滤波单元305的输入端305a分别与第一输入端S1和开关单元301的第一端301a连接。输入滤波单元305的输出端305b分别与第二输入端S2和输出滤波单元304的输入端304a连接。输出滤波单元304的输入端304a分别与输入滤波单元305的输出端305b和第二输入端S2连接。输出滤波单元304的输出端304b与RSCC 31的输出端S3连接。
本申请实施例中,谐振单元302还可以用于中转电能,或者说谐振单元302作为能量中转单元(能量中继单元、能量中继组件或者能量中继模组)。控制电路33控制RSCC 31中的开关单元301将所述第一电源32提供的电能传输至所述输出滤波单元304时,可以控制所述开关单元301将所述第一电源32提供的电能传输至所述谐振单元302,可以实现第一电源32对谐振单元302充电。然后控制所述开关单元301将所述谐振单元302中的电能传输至所述输出滤波单元304,可以实现谐振单元302对输出滤波单元304充电。应理解的是,谐振单元302可以作为能量中转媒介,接受第一电源32的充电。谐振单元302也可以在被充电后将电能提供给输出滤波单元304,对输出滤波单元304充电。
输出滤波单元304因被充电,其电压不为零。谐振单元302在对输出滤波单元304充电后,谐振单元302中的电能减少,电压下降。虽然谐振单元302电压下降,但其电压值也大于零。RSCC 31处于工作状态的瞬间,谐振单元302中的谐振电感产生较弱的电流,降低对开关单元301的冲击。可见,本申请实施例提供变换电路中,控制电路33通过控制开关单元301,使RSCC 31中的输出滤波单元304和谐振单元302被充电,可以保障变换电路中开关元件的性能,以及变换电路的功率密度,并且利用变换电路中的元件,对RSCC中的谐振电容和输出滤波电容充电,还可以不增加额外的成本。
开关单元301可以包括多个串联连接的开关。本申请实施例中,控制电路33控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至谐振单元302时,控制电路33可以控制开关单元301中的各开关的导断状态,使第一电源32、开关单元301、谐振单元302、钳位单元303形成第一通路,开关单元301和第二输入端S2之间断路,钳位单元303的第二输入端303b与输出端S3之间断路。谐振单元302的第一端302a经由开关单元301与第一 电源32的一极连通,谐振单元302的第二端302b经由钳位单元303与第一电源32的另一极连通,第一电源32可以对谐振单元302进行充电。
在第一电源32对谐振单元302充电过程中,钳位单元303的第二输入端303b和输出滤波单元304的输出端304b之间断路,第一通路中的电流没有流入输出滤波单元304,可使得输出滤波单元304两端断路。图4中示出第一电源32对谐振单元302充电过程中,RSCC 31中的通路和断路情况,其中,粗线示出RSCC 31中的第一通路,虚线示出RSCC31中断路情况。
一种可能的实施方式中,控制电路33可以多次控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至谐振单元302,使谐振单元302被多次充电。谐振单元302对输出滤波单元304充电后,电压降低。为进一步减小RSCC 31处于工作状态瞬间谐振单元302中的电感产生的电流。控制电路33可以再次控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至谐振单元302中,使第一电源32再次对谐振单元302充电。
谐振电源302每次被充电的时长可以相同,也可以不同。控制电路33可以通过控制开关单元301在预设时长内持续地将第一电源32提供的电能传输至谐振单元302的方式,实现控制谐振单元302被充电的时长为所述预设时长。预设时长可以小于一个控制周期对应的时长。例如,一个控制周期对应的时长可以是55微秒,预设时长可以是1.8%*55微秒,预设时长也可以是2%*55微秒。
控制电路33控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304时,控制电路33可以控制开关单元301中的各开关的导断状态,使开关单元301、谐振单元302、钳位单元303、输出滤波单元304形成第二通路,开关单元301的第二端301b与第二输入端S2之间导通,钳位单元303的输出端303c与第二输入端S2之间断路。谐振单元302中存储有第一电源32提供的电能,由于输出滤波单元304的电压几乎为零,在形成第二通路后,谐振单元302进行放电,实现谐振单元302对输出滤波单元304充电。图5中示出谐振单元302对输出滤波单元304充电过程中,RSCC31中的通路和断路情况,其中,粗线示出RSCC 31中第二通路,虚线示出RSCC 31中断路情况。
输出滤波单元304也可以被多次充电。控制电路33可以多次控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304。控制电路33可以在谐振单元302被再次充电后,控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304。输出滤波单元304每次被充电的时长可以相同,也可以不同。
一个示例中,控制电路33可以在谐振单元302对输出滤波单元304充电后,判断谐振单元302电压是否在第一电压范围内。若谐振单元302电压小于第一电压范围内的最小值,控制电路33可以控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至谐振单元302中。
本申请实施例中,第一电压范围也可以根据第一电源32提供的电压确定。第一电压范围内的数值可以是接近第一电源32输出电压Vin的一半电压值0.5Vin的任意数值。例如,第一电压范围中的最小值可以为0.48Vin,第一电压范围可以为[0.48Vin,Vin]。第一电压范围也可以由不连续的数值,如{0.48Vin,0.485Vin,0.5Vin,0.51Vin}。本申请实施例中,接近第一电源32输出电压Vin的一半电压值0.5Vin的数值范围可以根据RSCC中的元件参数进行配置。
另一个示例中,控制电路33也可以在谐振单元302对输出滤波单元304充电后,判断输出滤波单元304电压是否大于或等于预设电压值。若输出滤波单元303两端的电压大 于或等于预设电压值,控制电路33可以确定完成对RSCC 31中的输出滤波单元304的充电。本申请实施例中,预设电压值可以是输入电压Vin。
控制电路33还可以在确定完成对输出滤波单元304充电后,控制RSCC 31处于工作状态,输出目标电压。控制电路33也可以在确定完成对输出滤波单元304充电后,确定谐振单元302电压是否在第一电压范围内。若谐振单元302电压小于第一电压范围内的最小值,控制电路33可以一次或者多次控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至谐振单元302中,使谐振单元302电压大于或等于第一电压范围内的最小值。控制电路33确定输出滤波单元304电压大于或等于预设电压值,谐振单元302电压大于或等于第一电压范围内的最小值,可以确定完成对输出滤波单元304和谐振单元302充电。然后控制RSCC 31处于工作状态,输出目标电压。
一种可能的实施方式中,开关单元301可以包括至少两个开关,至少两个开关中的两个开关串联连接,并且这两个开关之间的连接线上设置有第一节点,第一节点可作为开关单元301的第三端301c。本申请实施例中的开关可以是功率开关管,例如场效应晶体管。本申请实施例的附图中以开关为带有寄生二极管的场效应晶体管作为举例,并不作为本申请实施例中开关的具体形态进行限定。
一个示例中,开关单元301可以包括串联连接的两个开关。如图6所示,开关单元301包括开关T5和开关T6。开关T5不与开关T6连接的一端可作为开关单元301的第一端301a。开关T6不与开关T5连接的一端可作为开关单元301的第二端301b。开关单元中第一节点M1设置在开关T6与开关T5之间的连接线上,可以作为开关单元301的第三端301c,第一节点M1与谐振单元302的第一端302a连接。
本申请实施例中,钳位单元303可以包括两个串联连接的二极管,两个二极管之间的连接线上设置有第二节点M2,作为钳位单元303的第一输入端303a。第二节点M2分别连接一个二极管的阳极和另一个二极管的阴极。两个二极管中,阴极与第二节点M2连接的二极管可为第一二极管,第一二极管的阳极可作为钳位单元303的第二输入端303b,与RSCC 31的输出端S3连接。另一个二极管为第二二极管,第二二极管的阳极连接第二节点M2,第二二极管的阴极可作为钳位单元303的输出端303c,与RSCC 31的第二输入端S2连接。
如图6所示,钳位单元303包括串联连接的二极管D5和二极管D6,二极管D5的阳极连接二极管D6的阴极,二极管D5的阴极为钳位单元303的输出端303c,二极管D5的阳极可作为钳位单元303的第一输入端303a。二极管D6的阳极为钳位单元303的第二输出端303b。
谐振单元302连接在第一节点M1和第二节点M2之间。由于二极管具有正向导通的特性,谐振单元302输出的电流流经第二节点时M2,二极管D6的阴极连接第二节点M2,电流无法流入二极管D6,二极管D6为截止状态,可使钳位单元303的第二输入端303b与RSCC 31的输出端S3之间断路。
一个示例中,钳位单元303也可以包括一个二极管和开关,二极管和开关串联连接。第二节点M2设置在二极管和开关之间的连接线上,作为钳位单元303的第一输入端303a。开关不与第二节点M2连接的一端可作为钳位单元303的第二输入端303b。二极管的阴极可作为钳位单元303的输出端303c。控制电路33可以控制该开关的通断状态。控制电路33可以控制钳位单元303中的开关处于断开状态,可使钳位单元303的第二输入端303b 与RSCC 31的输出端S3之间断路。控制电路33也可以控制钳位单元303中的开关处于导通状态,可使钳位单元303的第二输入端303b与RSCC 31的输出端S3之间导通。
应理解的是,钳位单元303还可以由其它元件组成,以能够实现本申请实施例中RSCC31中钳位单元303的作用或功能。本发明实施例对此不作过多限定。
谐振单元302中的谐振电感和谐振电容可以串联连接。如图6所示,谐振单元302可以包括串联连接的电容C6和电感L1,电容C6不连接电感L1的一端可作为谐振单元302的第一端302a,电感L1不与电容C6连接的一端作为谐振单元302的第二端302b。谐振单元302的第二端302b可以与二极管D5和二极管D6之间的第二节点M2连接。谐振单元302的第一端302a可以与开关T5和开关T6之间的第一节点M1连接。
输入滤波单元305可以包括电容C4。输出滤波单元304可以包括电容C5。控制电路33可与开关单元301中的至少两个开关中的每个开关连接,控制电路33可以控制每个开关的通断状态。控制电路33可以通过控制开关单元301的至少两个开关的通断状态,实现使第一电源32、开关单元301、谐振单元302、钳位单元303形成第一通路,开关单元301和第二输入端S2之间断路,钳位单元303与RSCC 31的输出端S3之间断路,实现控制第一电源32对谐振单元302和输入滤波单元305充电。
例如,开关单元301可以包括两个开关,开关T5和开关T6。控制电路33分别与开关T5和开关T6连接。控制电路33可以控制开关单元301中的开关T5导通、开关T6断开,第一电源32的一极经由开关单元301中的开关T5与谐振单元302之间导通。谐振单元302中的谐振电容C6的电压不同,使谐振电感L1产生的感应电流输入钳位单元303中,然后经由钳位单元303中的二极管D5,流入第一电源32的另一极。使谐振单元302的第二端302b经由钳位单元303中的二极管D5与第一电源的另一极之间导通,使第一电源32、开关单元301、谐振单元302、钳位单元303形成第一通路。第一电源32提供的电能经由开关单元301中的开关T5传输至谐振单元302中,可实现第一单元32对谐振单元302中的谐振电容C6充电。第一电源32的两极分别连接输入滤波单元305中的电容C4的两端,电容C4可存储第一电源32提供的电能。
本申请实施例中,控制电路33还可以控制开关T5断开,控制开关T6导通,谐振单元302中的电容C6经由开关单元301中开关T6与输入滤波单元305的输入端305a连通。输出滤波单元304的输出端304b经由钳位单元303中的二极管D6与谐振单元302中的电感L1连通,使谐振单元302、开关单元301、输出滤波单元304和钳位单元303之间形成第二通路。谐振单元302中的谐振电容C6中的电能可以经由开关单元301中的开关T6传输至输出滤波单元304中,可实现谐振单元302对输出滤波单元304充电。
本申请实施例中,在对输出滤波单元304充电过程中,控制电路33可以多次将谐振单元302能量传输的中间媒介。控制电路33可以在多个控制周期中,通过对开关单元301中的开关T5和开关T6的通断状态进行控制,实现控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至输出滤波单元305。
在多个控制周期中,控制电路33可以根据预先设置各控制周期中的控制操作,使开关单元301将第一电源32提供的电能传输至输出滤波单元305。
在第一控制周期中,控制电路33可以执行向开关T5持续发送控制信号或者驱动信号的控制操作。例如,控制电路33可以在第一控制周期中,向开关T5提供脉冲宽度为预设时长的脉冲信号。开关T5接收到脉冲信号后,处于导通状态直至脉冲结束。开关T6在未 接收到脉冲信号,处于断路状态。第一控制周期的时长可以是55微秒,预设时长可以是1.8%*55微秒,预设时长也可以是2%*55微秒。控制电路33可以在第一控制周期中的前半个周期内执行向开关T5持续发送控制信号或者驱动信号的控制操作。控制电路33也可以在第一控制周期中的后半个周期内执行向开关T5持续发送控制信号或者驱动信号的控制操作。开关T5处于导通状态,开关T6处于断开状态,第一电源32提供的电能通过开关T5传输至谐振单元302中。
在第二控制周期中,控制电路33可以执行向开关T6持续发送控制信号或者驱动信号的控制操作。例如,控制电路33可以在第二控制周期中,向开关T6提供脉冲宽度为预设时长的脉冲信号。开关T6接收到脉冲信号后,处于导通状态直至脉冲结束。开关T5在未接收到脉冲信号,处于断路状态。第二控制周期的时长可以是55微秒,预设时长可以是1.8%*55微秒,预设时长也可以是2%*55微秒。控制电路33可以在第二控制周期中的前半个周期内执行向开关T6持续发送控制信号或者驱动信号的控制操作。控制电路33也可以在第一控制周期中的后半个周期内执行向开关T6持续发送控制信号或者驱动信号的控制操作。开关T6处于导通状态,开关T5处于断开状态,谐振单元302中的电能通过开关T6传输至输出滤波单元304中。
多个控制周期中可以包括至少一个第一控制周期,以及至少一个第二控制周期。控制电路33在不同控制周期内执行的控制操作不同。控制电路33通过在不同周期内执行不同的控制操作,可使第一电源32对谐振单元302充电后以及谐振单元302对输出滤波单元304充电,这两个充电过程交替进行。
在实际应用场景中,控制电路33可以通过与元件并联连接的调理电路确定元件两端的电压。例如通过与输出滤波单元304中的电容C5并联的调理电路确定电容C5的电压等。控制电路33也可以通过与元件并联的模拟数字采样电路,确定元件两端的电压,例如通过与谐振单元302中的电容并联的模拟数字采样电路,确定电容C6的电压等。
输入滤波单元305也可以存储第一电源32提供的电能。在输入滤波单元305可以包括多个子输入滤波单元的场景中。控制电路33也可以将输入滤波单元305中的子输入滤波单元作为能量中转媒介。
控制电路33可以控制开关单元301将子输入滤波单元中的电能传输至谐振单元302中,实现输入滤波单元305中的子输入滤波单元对谐振单元302充电。子输入滤波单元对谐振单元302充电电压小于第一电源32提供的输入电压,充电时产生的电流尖峰较小,可以减轻电路中的开关受到的电流冲击。
下面以输入滤波单元305包括两个子输入滤波单元作为举例进行说明。如图7所示,输入滤波单元305中的两个子输入滤波单元,分别记为第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2。第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2串联连接。第二子输入滤波单元305N2的输入端连接RSCC 31的第一输入端S1,第二子输入滤波单元305N2的输出端连接第一子输入滤波单元305N1的输入端。第一子输入滤波单元305N1的输出端分别与第二输入端S2和输出滤波单元304的输入端304a连接。本申请实施例中,第一子输入滤波单元305N1可以包括至少一个串联的电容。第二子输入滤波单元305N2可以包括至少一个串联的电容。
开关单元301的第一端301a分别连接RSCC 31的第一输入端S1连接和第二子输入滤波单元305N2的输入端。开关单元301的第二端301b连接第二输入端S2。开关单元301 的第三端301c与谐振单元302的第一端302a连接。开关单元301的第四端301d可以与控制电路33连接。控制电路33可以对开关单元301进行控制。开关单元301的第五端301e分别与第二子输入滤波单元305N2的输出端,以及第一子输入滤波单元305N1的输入端连接。换句话说,开关单元301的第五端301e连接在第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2之间的。
谐振单元302的第一端302a与开关单元301的第三端301c连接,谐振单元302的第二端302b与钳位单元303的第一输入端303a连接。钳位单元303的第一输入端303a与谐振单元302的第二端302b连接。钳位单元303的第二输入端303b与RSCC 31的输出端S3连接。钳位单元303的输出端303c与RSCC 31的第二输入端S2连接。
输出滤波单元304的输入端304a分别与输入滤波单元305的输出端305b和第二输入端S2连接。输出滤波单元304的输出端304b与RSCC 31的输出端S3连接。输出滤波单元304可以包括至少一个电容。第一电源32的两极分别与RSCC 31的第一输入端S1和第二输入端S2连接。
控制电路33控制所述开关单元301将所述第一电源32提供的电能传输至所述谐振单元302之前,控制电路33可以控制开关单元301与第一输入端S1之间断路,以及与第二输入端S2之间断路,使开关单元301停止传输电能。第一电源32与第一子输入滤波单元305N1、第二子输入滤波单元305N2之间形成通路,第一电源32可以对第一子输入滤波单元305N1、第二子输入滤波单元305N2进行充电。示例性的,控制电路33可以控制开关单元301与第二子输入滤波单元305N2之间断路、开关单元301与RSCC 31的第二输入端S2之间断路,也即控制电路33控制RSCC 31中的开关单元301、谐振单元302、钳位单元303以及输出滤波单元304之间断路,使第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2串联在第一电源32两极之间,从而使第一电源32对第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2充电。图8中示出第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2充电过程中,变换电路中通路和断路情况,其中,粗线示出导通部分,虚线示出断路部分。
控制电路33控制所述开关单元301将所述第一电源32提供的电能传输至所述谐振单元302时,控制电路33可以控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2中的任意一个子输入滤波单元中的电能传输至谐振单元中。例如,控制电路33控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至谐振单元302中,可使第一子输入滤波单元305N1对谐振单元302进行充电。第一子输入滤波单元305N1中的电能少于第一电源32所提供的电能,由第一子输入滤波单元305N1对谐振单元302充电,可以降低电路中产生的电流。
控制电路33控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至谐振单元302时,控制电路33可以控制开关单元301中的各开关的导断状态,使第一子输入滤波单元305N1、开关单元301、谐振单元302、钳位单元303之间形成第四通路,开关单元301和第一输入端S1之间断路,开关单元301与RSCC 31的第二输入端S2之间断路,钳位单元303与输出滤波单元304之间断路,第一子输入滤波单元305N1可以通过第四通路可以对谐振单元302进行充电。图9中示出第一子输入滤波单元305N1对谐振单元302充电过程中,RSCC 31中通路和断路情况,其中,粗线示出第四通路,虚线示出断路部分。本申请实施例中,通过多个输入滤波单元中的一部分输入滤波单元对谐振单元302进行充 电,可以降低充电过程中电流对RSCC 31中元件的冲击,进一步对变换电路中元件进行保护。
控制电路33控制所述开关单元301将所述第一电源32提供的电能传输至所述谐振单元302时,控制电路33还可以控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2中的电能传输至谐振单元302中进行充电。控制电路33可以控制开关单元301中的各开关的导断状态,使第一子输入滤波单元305N1、第二子输入滤波单元305N2、开关单元301、谐振单元302、钳位单元303之间形成第五通路,控制开关单元301与RSCC 31的第二输入端S2之间断路,钳位单元303与输出滤波单元304之间断路,第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2可以通过第五通路可以对谐振单元302进行充电。图10中示出在第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2一同对谐振单元302充电过程中,RSCC 31中通路和断路情况,其中,粗线示出第五通路,虚线示出断路部分。
控制电路33控制所述开关单元301将所述第一电源32提供的电能传输至所述谐振单元302时,控制电路33还可以控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至谐振单元302中。第一电源32、开关单元301、谐振单元302、钳位单元303之间形成通路,所述开关单元301和所述第二输入端S2之间断路,所述钳位单元303与所述输出端S3之间断路。
控制电路33控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中时,控制电路33可以控制开关单元301将谐振单元302和第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至输出滤波单元304中,可实现谐振单元302和第一子输入滤波单元305N1对输出滤波单元304充电。控制电路33可以控制开关单元301中的各开关的导断状态,使第一子输入滤波单元305N1、开关单元301、谐振单元302、钳位单元303、输出滤波单元304形成第六通路,开关单元301的第二端301b与RSCC 31的第二输入端S2之间断路,开关单元301的第一端301a与RSCC 31的第一输入端S1之间断路。谐振单元302和第一子输入滤波单元305N1通过第六通路对输出滤波单元304充电。图11中示出谐振单元302和第一子输入滤波单元305N1对输出滤波单元304充电过程中,RSCC 31中通路和断路情况,其中,粗线示出第六通路,虚线示出断路部分。
控制电路33控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中时,控制电路33可以控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中,可实现谐振单元302对输出滤波单元304充电。控制电路33可以控制开关单元301中的各开关的导断状态,使谐振单元302、开关单元301、输出滤波单元304和钳位单元303形成第七通路,开关单元301的第一端301a与RSCC 31的第一输入端S1之间断路,开关单元301的第二端301b与RSCC 31的第二输入端S2之间断路,开关单元301的第五端301e与第一子输入滤波单元305N1之间断路。图12中示出谐振单元302对输出滤波单元304充电过程中,RSCC 31中通路和断路情况,其中,粗线示出第七通路,虚线示出断路部分。
如图13所示,本申请实施例中开关单元301还可以包括开关T7、开关T8、二极管D7和二极管D8。开关T7的一端分别与开关T5和二极管D8的阴极连接,开关T7不连接开关T5的一端可作为开关单元301的第一端301a,与RSCC 31的第一输入端S1连接。开关T8的一端分别与开关T6和二极管D7的阳极连接,开关T8不连接开关T6的一端可 作为开关单元301的第二端301b,与RSCC 31的第二输入端S2连接。开关T5与开关T6之间的第一节点M1可为开关单元301的第三端301c。二极管D8的阳极与二极管D7的阴极连接。开关单元301中的二极管D7的阴极与二极管D8的阳极之间的连接点可作为开关单元301的第五端303e。
控制电路33可以通过控制开关单元301中的四个开关全部处于断开状态,也即控制电路33控制开关T7,开关T5,开关T6,开关T8均处于断开状态,实现控制开关单元301停止传输电能,使得第一电源32可以对第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2进行充电。
控制电路33可以通过控制开关T7,开关T6,开关T8处于断开状态,以及开关T5处于导通状态,实现控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至谐振单元302中,可使第一子输入滤波单元305N1对谐振单元302充电。
控制电路33也可以通过开关T7和开关T5处于导通状态,控制开关T6和开关T8处于断开状态,实现控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2中的电能传输至谐振单元302中,可使第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2一同对谐振单元302进行充电。
控制电路33可以通过控制开关T7、开关T5和开关T8处于断开状态,控制开关T6处于导通状态,实现开关单元301将谐振单元302和第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至输出滤波单元304,可使谐振单元302和第一子输入滤波单元305N1一同对输出滤波单元304充电。
控制电路33也可以通过控制开关T7和开关T5处于断开状态,控制开关T6和开关T8处于导通状态,实现开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304,可使谐振单元302对输出滤波单元304充电。
根据前述实施例,控制电路33通过控制开关单元301中各开关的导通状态,可以改变开关单元301中的第一节点M1处的电压和钳位单元303中第二节点M2处的电压。
例如,开关T7和开关T5处于导通状态,开关T6和开关T8处于断开状态,第一节点M1处的电压值等于第一输入端S1的电压值,第二节点M2处的电压值等于第二输入端S2的电压值。在变换电路中,可以由第一电源32对谐振单元302充电,或者由第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2一同对谐振单元302充电。
开关T6处于导通状态,开关T5、开关T7和开关T8处于断开状态,第一节点M1处的电压值等于第一子输入滤波单元305N1与第二子输入滤波单元305N1之间节点的电压,第二节点M2处的电压值等于第二输入端S2的电压值。在变换电路中,可以由第一子输入滤波单元305N1对谐振单元302充电。
这两种情形下,谐振单元302都处于被充电状态,谐振单元302中传输电能的开关不同,第一节点M1处的电压来源有多种可能。在输出滤波单元中包括多个子输出滤波单元数量,谐振单元302被充电的方式也更多。因而控制电路33也具有更多控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至谐振单元302的控制方式。
再例如,开关T7、开关T5和开关T8处于断开状态,控制开关T6处于导通状态,第一节点M1处的电压值等于第一子输入滤波单元305N1与第二子输入滤波单元305N1之间节点的电压,第二节点M2处的电压值等于输出滤波单元304的输出端304b的电压值。在变换电路中,谐振单元302和第一子输入滤波单元305N1一同对输出滤波单元304充电。
开关T7和开关T5处于断开状态,控制开关T6和开关T8处于导通状态,第一节点M1处的电压值等于第二输入端S2的电压值,第二节点M2处的电压值等于输出滤波单元304的输出端304b的电压值。在变换电路中,谐振单元302对输出滤波单元304充电。
类似地,这两种情形下,输出滤波单元304都处于被充电状态,谐振单元302中传输谐振单元302中所提供的电能的开关不同,谐振单元302中的电能经第一节点M1传输给其它单元也有多种可能,例如第一子输入滤波单元305N1,输出滤波单元304。在输出滤波单元中包括多个子输出滤波单元数量,输出滤波单元304被充电的方式也更多。因而控制电路33也具有更多控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304的控制方式。
应理解的是,在实际应用场景中,对RSCC 31中输出滤波单元304充电时,为避免充电时电路中可能产生的对开关单元301具有冲击的电流。控制电路33可以利用前述多种控制操作,精细化地控制输出滤波单元304被充电的过程。
例如,控制电路33先控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至谐振单元302中,由第一子输入滤波单元305N1对谐振单元302充电,第一子输入滤波单元305N1中的电能少于第一电源32所提供的电能,对谐振单元302充电过程中产生的电流较小。
相比于谐振单元302中没有电能时,第一电源32直接对谐振单元302充电过程中的电流。谐振单元302被第一子输入滤波单元305N1充电后,谐振单元302中存储有一定的电能,第一电源32对谐振单元302充电过程中的电流更小,避免对开关单元301产生冲击。
一个控制周期内,控制电路33可以执行前述任意一种使谐振单元302被充电的控制操作,也可以执行前述任意一种使输出滤波单元304被充电的控制操作。其中,执行谐振单元302被充电的控制操作的时段与执行输出滤波单元304被充电的控制操作的时段不重叠。
一个示例中,控制电路33可以在第一控制周期中的前半个周期,控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2中的电能传输至谐振单元302中。控制电路33可以在第一控制周期中的后半个周期,控制谐振单元302控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中。或者控制电路33可以在一个控制周期中的后半个周期,控制开关单元301将第一子输入滤波单元305中的电能和谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中。
另一个示例中,控制电路33可以在第二控制周期中的前半个周期,控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至谐振单元302中。控制电路33可以在第二控制周期中的后半个周期,控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中。或者控制电路33可以在第二控制周期中的后半个周期,控制开关单元301将第一子输入滤波单元305中的电能和谐振单元302中的电能一同传输至输出滤波单元304中。
一个控制周期内,控制电路33也可以多次执行前述任意一种使谐振单元302被充电的控制操作,以及多次执行前述任意一种使输出滤波单元304被充电的控制操作。其中,执行谐振单元302被充电的控制操作的时段与执行输出滤波单元304被充电的控制操作的时段不重叠。控制电路33所执行的相邻两次谐振单元302被充电的控制操作之间,控制 电路33执行一次使输出滤波单元304被充电的控制操作。
一个示例中,控制电路33可以在第三控制周期中的前半个周期的第一时段,控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2中的电能传输至谐振单元302中。或者,控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至谐振单元302中。控制电路33可以在第一控制周期中的前半个周期的第二时段,控制谐振单元302控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中。或者控制开关单元301将第一子输入滤波单元305中的电能和谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中。
控制电路33可以在第三控制周期中的后半个周期的第三时段,控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2中的电能传输至谐振单元302中。或者,控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至谐振单元302中。控制电路33可以在第一控制周期中的后半个周期的第四时段,控制谐振单元302控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中。或者控制开关单元301将第一子输入滤波单元305中的电能和谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中。
应理解的是,控制电路33还可以更为精细地控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至输出滤波单元304中。下面本申请实施例提供一种控制方法,可以应用于如图7所对应的变换电路,该方法可以包括多个步骤,控制电路可以在一个控制周期内可以执行至少一个步骤。控制电路也可以在一个控制周期内多次执行一个步骤。如图14所示,方法包括如下步骤:
步骤S1401,控制电路33控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至谐振单元302中,直至谐振单元302电压大于第一预设阈值。
控制电路33控制RSCC 31工作前,可以通过执行预先配置的控制操作,实现控制开关单元301将第一电源32提供的电能传输至输出滤波单元304中。控制电路33可以先执行步骤S1401的控制操作,使得谐振单元302电压大于第一预设阈值,可以降低后续充电过程中产生的电流尖峰。第一预设阈值可以是第一电压范围内的最小值。
步骤S1402,控制电路33根据第一预设方式,执行操作1和操作2。其中,操作1为控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1中的电能和第二子输入滤波单元305N2中的电能传输至谐振单元302中,操作2为控制开关单元301将谐振单元302中的电能和第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至输出滤波单元304中。
第一预设方式可以是“操作1,操作2,操作1,操作2…”的交替方式。控制电路33可以控制执行操作1的持续时长。例如通过控制高电平脉冲的持续时间,或者控制低电平脉冲的持续时间,实现控制操作1的持续时长,也即实现控制第一子输入滤波单元305N1和第二子输入滤波单元305N2对谐振单元302充电的持续时长。类似地,控制电路33也可以控制其它充电操作的持续时长。第一预设方式也可以是“操作2,操作1,操作2,操作1…”的交替方式。
控制电路33将第一子输入滤波单元305N1和谐振单元302作为能量传输的中间媒介,按照第一预设方式执行控制操作,可以将第二子输入滤波单元305N2中能量转移到输出滤波单元304中,也可以理解为第二子输入滤波单元305N2对输出滤波单元304充电。在步骤S1402中,第二子输入滤波单元305N2电压下降,第一子输入滤波单元305N1电压上 升。
步骤S1403,控制电路33判断输出滤波单元304电压是否大于第二预设阈值,若否,下一步执行步骤S1404,若是,下一步执行步骤S1405。
控制电路33在交替执行操作1和操作2的过程中,可以监控输出滤波单元304电压。若输出滤波单元304电压大于第二预设值可以视为完成对第二子输入滤波单元305N2对输出滤波单元304初步充电。
本申请实施例中,第二预设阈值可以是第二电压范围内的最小数值。其中第三电压范围内的数值可以是接近第一电源32输出电压Vin的0.3倍的电压值的任意数值。例如,第三电压范围中的最小值可以为0.3Vin,第二电压范围可以为[0.3Vin,Vin]。第二电压范围也可以由不连续的数值,如{0.3Vin,0.31Vin,0.315Vin,0.35Vin}。本申请实施例中,接近第一电源32输出电压Vin的0.3倍的电压值的数值范围可以根据RSCC 31中的元件参数进行配置。
步骤S1404,控制电路33判断第一子输入滤波单元305N1电压是否大于第三预设阈值,若是,下一步执行步骤S1402,若否,下一步执行步骤S1405。
控制电路33在交替执行操作1和操作2的过程中,也可以监控第一子输入滤波单元305N1电压。第三预设阈值可以是第二电压范围内的最小数值。第二电压范围中的最小值可以根据第一电源32提供的输入电压Vin和预设阈值ref确定。例如,预设阈值ref为30V,第二电压范围的最小值可为(0.5Vin+30)V。例如第二电压范围可以为[0.5Vin+ref,Vin]。第二电压范围也可以是由不连续的数值组成,例如,{0.48Vin+ref,0.485Vin+ref,0.5Vin+ref}。本申请实施例中,预设阈值ref可以根据RSCC 31中的元件的参数或者应用变换电路的场景进行配置。预设阈值ref也可以是根据预充电对变换电路工作性能影响的测试情况确定出的。示例性的,Vin为1500V,ref为30V,第三阈值可以为780V。
本申请实施例中步骤S1402至步骤S1403的过程,也可以通过控制电路33可以交替执行操作1和操作2,直至第一子输入滤波单元305N1电压在第二电压范围内。或者控制电路33可以交替执行操作1和操作2,直至第一子输入滤波单元305N1电压大于第二预设阈值实现。本申请实施例不对步骤S1403和步骤S1404执行的先后顺序进行具体限定。
步骤S1405,控制电路33判断谐振单元302电压是否大于输出滤波单元304电压与第一子输入滤波单元305N1电压之和,若是,下一步执行步骤S1406,若否,下一步执行步骤S1407。
控制电路33也可以监控谐振单元302电压,若确定谐振单元302电压大于输出滤波单元304电压与第一子输入滤波单元305N1电压之和,控制电路33可以控制开关单元301将谐振单元302中的电能和第一输入电源中的电能传输至输出滤波单元304。反之,控制电路33若确定谐振单元302电压小于或等于输入滤波单元电压与第一子输入滤波单元305N1电压之和,可以控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至谐振单元302中。
步骤S1406,控制开关单元301将谐振单元302中的电能和第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至输出滤波单元304中,直至谐振单元302电压小于或等于输出滤波单元304电压与第一子输入滤波单元305N1电压之和。
控制电路33通过执行步骤S1406的操作,将第一子输入滤波单元305N1作为能量传输媒介,可使谐振单元302中的能量传输给输出滤波单元304,谐振单元302电压下降, 输出滤波单元304电压上升。
步骤S1407,控制电路33根据第二预设方式,执行操作3和操作4,其中,操作3为控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至谐振单元302中,操作3为控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中。
控制电路33执行步骤S1406的过程中,谐振单元302电压下降,谐振单元302电压数值下降到小于或者等于输出滤波单元304电压与第一子输入滤波单元305N1电压之和时,谐振单元302无法继续将能量传输给输出滤波单元304,无法对输出滤波单元304充电。控制电路33执行操作3可以提升谐振单元302电压。控制电路33执行操作4可以使谐振单元302对输出滤波单元304充电。
本申请实施例中,第二预设方式可以是“操作3,操作4,操作3,操作4…”的交替方式。控制电路33可以控制执行操作3的持续时长,例如通过控制高电平脉冲的持续时间,或者控制低电平脉冲的持续时间,实现控制操作3的持续时长。类似地,控制电路33也可以控制操作4的持续时长。第二预设方式也可以是“操作4,操作3,操作4,操作3…”的交替方式。
控制电路33将谐振单元302作为能量传输的中间媒介,按照第二预设方式执行控制操作,可以将第一子输入滤波单元305N1中能量转移到输出滤波单元304中,可实现第一子输入滤波单元305N1对输出滤波单元304充电。控制电路33执行步骤S1407的过程中,第一子输入滤波单元305N1电压下降,输出滤波单元304电压上升。
步骤S1408,控制电路33判断输出滤波单元304电压是否大于第二预设阈值,若否,下一步执行步骤S1409,若是,下一步执行步骤S1410。
控制电路33在交替执行操作3和操作4的过程中,输出滤波单元304电压、第二子输入滤波单元305N2电压305N2、第一子输入滤波单元305N1电压均会发生改变。控制电路33若确定输出滤波单元304电压大于第二预设阈值可以结束执行步骤S1407,执行步骤S1410。控制电路33若确定输出滤波单元304电压小于或等于第二预设阈值,可以执行步骤S1409的判断过程。
步骤S1409,控制电路33判断第一子输入滤波单元305N1电压是否小于或等于第三预设阈值,若是,下一步执行步骤S1401,若否,下一步执行步骤S1407。
本申请实施例中,控制电路33执行步骤S1408和步骤S1409时,也可以执行步骤S1407。换句话说,控制电路33在执行步骤S1407的过程中,也可以执行步骤S1408和步骤S1409。
步骤S1410,控制电路33判断谐振单元302电压是否大于第四预设阈值,若是,下一步执行步骤S1411,若否,下一步执行步骤S1412。
本申请实施例中,第四预设阈值可以为大于第一电源32输入电压Vin的一半的数值,例如0.55Vin。
步骤S1411,控制电路33控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中,直至谐振单元302电压大于或等于第一预设阈值。
步骤S1412,控制电路33判断谐振单元302电压是否小于第一预设阈值,若是,下一步执行步骤S1413,若否,下一步执行步骤S1414。
步骤S1413,控制电路33控制开关单元301将谐振单元302中的电能和第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至输出滤波单元304中。
步骤S1414,控制电路33根据第三预设方式,执行操作5和操作6,直至输出滤波单 元304电压大于第一电源32提供的输入电压,其中,操作5为控制开关单元301将第一子输入滤波单元305N1中的电能和第二子输入滤波单元305N2中的电能传输至谐振单元302中,操作6为控制开关单元301将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中。
步骤S1415,控制电路33判断输出滤波单元304电压是否大于或等于第一电源32提供的输入电压,若是,下一步执行步骤S1414,若否,下一步执行步骤S1416。
步骤S1416,控制电路33控制开关单元301,使RSCC 31处于工作状态。
若输出滤波单元304电压大于或等于第一电源32提供的输入电压,可视为完成对输出滤波单元304预充电过程。控制电路33可以通过控制开关单元301,实现控制RSCC 31输出目标电压,使变换电路处于工作状态。
本申请实施例中,各步骤之间的顺序仅作为举例,并不作为各步骤先后执行顺序的具体限定。另外,本申请实施例还提供另一种控制方法,可以应用于如图13所对应的变换电路,该方法可以包括多个步骤,控制电路33可以在一个控制周期内可以执行至少一个步骤。路,该方法可以包括多个步骤,控制电路33可以在一个控制周期内可以执行至少一个步骤。控制电路33也可以在一个控制周期内多次执行一个步骤。如图15所示,方法包括如下步骤:
步骤S1501,控制电路33在每个控制周期中,向开关T5发送脉冲宽度为预设时长的控制信号,直至谐振单元302电压大于第一预设阈值。
控制电路33可以通过向开关发送脉冲信号,控制开关导通。控制电路33也可以通过不向开关发送脉冲信号,控制开关导通。本申请实施例中,以控制电路33通过向开关发送脉冲信号,控制开关导通作为一种举例对本申请实施例进行介绍,并不作为对本申请实施例的具体限定。
控制电路33执行步骤S1501的操作过程中,开关T5在接收到控制信号处于导通状态,开关T5可以保持导通状态,直至接收不到控制信号。控制开关T7、开关T6、开关T8在每个控制周期内处于断开状态。
通常,预设时长小于一个控制周期的时长。一个控制周期的时长可以是55微秒,预设时长可以是1.8%*55微秒,预设时长也可以是2%*55微秒。预设时长可以位于一个控制周期中的前半个周期,或者位于后半个周期。
开关T5处于导通状态,其它开关处于断开状态。如图16所示,开关单元301将第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至谐振单元302中。控制电路33可以通过多次执行向开关T5发送脉冲宽度为预设时长的控制信号,使谐振单元302电压逐渐增大,直至谐振单元302电压大于第一预设阈值后,控制电路33可以执行步骤S1502。第一预设阈值可以是第一电压范围内的最小值。
在步骤S1501之前,控制电路33可以控制开关单元301中的全部开关处于断开状态,使第一电源32对第一子输入滤波单元305N1充电。
步骤S1502,控制电路33在第一控制周期中,持续向开关T5发送控制信号,在第一时段向开关T7发送脉冲宽度为预设时长的控制信号,在第二时段向开关T6发送脉冲宽度为预设时长的控制信号,其中,第一控制周期包括至少一个第一时段和至少一个第二时段,第一时段和第二时段无交集。
控制电路33可以控制开关T5在第一控制周期中均处于导通状态,控制开关T8在第一控制周期中均处于断开状态。控制电路33可以控制开关T7在第一控制周期中的第一时 段处于导通状态,控制开关T6在第一控制周期中的第二时段处于导通状态,第一时段和第二时段之间无交集。
第一控制周期也可以包括多个第一时段和多个第二时段。首个第一时段可以在首个第二时段之前,也可以在首个第二时段之后。两个相邻的第一时段之间,存在一个第二时段。控制电路33可以在第一控制周期中控制开关T7和开关T6交替处于导通状态。开关T7处于导通状态时,开关T6可以处于断开状态。开关T7处于断开状态时,开关T6可以处于导通状态。
在变换电路中,如图17所示,控制电路33控制开关T5处于导通状态,开关T8处于断开状态,开关T7处于导通状态,开关T6处于断开状态,开关T5和开关T7可将第一子输入滤波单元305N1中的电能和第二子输入滤波单元305N2中的电能传输至谐振单元302中。
如图18所示,控制电路33控制开关T5处于导通状态,开关T8处于断开状态,开关T7处于断开状态,开关T6处于导通状态,开关T5和开关T6可将第一子输入滤波单元305N1中的电能和谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中。
步骤S1503,判断输出滤波单元304电压是否大于第二预设阈值,若否,下一步执行步骤S1504,若是,下一步执行步骤S1505。
控制电路33可以在执行步骤S1502的过程中,通过采集装置采集输出滤波单元304电压,并判断输出滤波单元304电压与第二预设阈值的大小关系。换句话说,步骤S1503和步骤S1502可以并行处理。
步骤S1504,控制电路33判断第一子输入滤波单元305N1电压是否大于第三预设阈值,若是,下一步执行步骤S1502,若否,下一步执行步骤S1505。
控制电路33可以在执行步骤S1502的过程中,通过采集装置采集第一子输入滤波单元305N1电压,并判断第一子输入滤波单元305N1电压与第三预设阈值的大小关系。换句话说,步骤S1504、步骤S1502、步骤S1503可以并行处理。控制电路33也可以在执行步骤S1502后,并行执行步骤S1504。
若第一子输入滤波单元305N1电压大于第三预设阈值,控制电路33再次执行步骤S1502中的操作。控制电路33在下一个控制周期中,执行步骤S1502的控制操作,也即将下一个控制周期作为第一控制周期。
本申请实施例中,控制电路33执行步骤S1503和步骤S1504,目的是通过判断输出滤波单元304电压或者第一子输入滤波单元305N1电压满足条件,确定结束执行步骤S1502的时机。本申请实施例提供了两种判定结束执行步骤S1502的条件。在实际应用场景中,控制电路33也可以仅通过判断输出滤波单元304电压满足条件,确定结束执行步骤S1502,也可以仅通过判断第一子输入滤波单元305N1电压满足条件,确定结束执行步骤S1502。换句话说,控制电路33在执行步骤S1502后,可以执行步骤S1503。或者在执行步骤S1502后,执行步骤S1504。
步骤S1505,控制电路33判断谐振单元302电压是否大于输出滤波单元304电压与第一子输入滤波单元305N1电压之和,若是,下一步执行步骤S1506,若否,下一步执行步骤S1507。
步骤S1506,控制电路33在每个控制周期中,向开关T6发送控制信号发送脉冲宽度为预设时长的控制信号,直至谐振单元302电压小于或等于输出滤波单元304电压与第一 子输入滤波单元305N1电压之和。
控制电路33可以控制开关T7、开关T5和开关T8在每个控制周期内处于断开状态,控制开关T6在每个控制周期中的预设时段内处于导通状态。如图18所示,控制电路33在每个控制周期中的预设时段内持续向开关T6发送控制信号,使得开关T6可以在所述预设时段内持续地处于导通状态,开关T6可以将谐振单元302中的能量传输给输出滤波单元304,可使输出滤波单元304电压缓缓上升。
本申请实施例中,步骤S1505和步骤S1506可以确定谐振单元302中具有较多电量的情形下,谐振单元302对输出滤波单元304进行充电。若谐振单元302中具有较少电量的情形下,控制电路33可以直接执行步骤S1507,使第一子输入滤波单元305N1对谐振单元302充电。
控制电路33在执行步骤S1506中过程中,谐振单元302电压由大于第一子输入滤波单元305N1电压与输出滤波单元304电压的总和,下降至等于第一子输入滤波单元305N1电压与输出滤波单元304电压的总和时,电路处于稳态,谐振单元302停止放电。
步骤S1507,控制电路33在第二控制周期中,持续向开关T6发送控制信号,在第三时段向开关T5发送脉冲宽度为预设时长的控制信号,在第四时段向开关T8发送脉冲宽度为预设时长的控制信号,其中,第二控制周期包括至少一个第三时段和至少一个第四时段,第三时段和第四时段无交集。
控制电路33执行步骤S1507时,可以控制开关T6在第二控制周期内均处于导通状态,开关T7在第二控制周期均处于断开状态。控制电路33可以控制开关T5在第二控制周期中的第三时段处于导通状态,控制开关T8在第二控制周期中的第四时段处于导通状态。其中,第三时段和第四时段之间无交集。
第二控制周期也可以包括多个第三时段和多个第四时段。首个第三时段可以在首个第四时段之前,也可以在首个第四时段之后。两个相邻的第三时段之间,存在一个第四时段。控制电路33可以在第二控制周期中控制开关T5和开关T8交替处于导通状态。开关T5处于导通状态时,开关T8可以处于断开状态。开关T8处于断开状态时,开关T5可以处于导通状态。
变换电路中,如图19所示,控制电路33控制开关T6处于导通状态,开关T7处于断开状态,开关T8处于导通状态,开关T5处于断开状态,开关T6和开关T8可将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中。
如图16所示,控制电路33控制开关T6处于导通状态,开关T7处于断开状态,开关T8处于断开状态,开关T5处于导通状态,开关T5可将第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至输出滤波单元304中。
步骤S1508,控制电路33判断输出滤波单元304电压是否大于第二预设阈值,若否,下一步执行步骤S1509,若是,下一步执行步骤S1510。
控制电路33在执行步骤S1507过程中,输出滤波单元304电压、第二子输入滤波单元305N2电压305N2、第一子输入滤波单元305N1电压均会发生改变。控制电路33若确定输出滤波单元304电压大于第二预设阈值可以结束执行步骤S1507,执行步骤S1510。控制电路33若确定输出滤波单元304电压小于或等于第二预设阈值,可以执行步骤S1509的判断过程。
步骤S1509,控制电路33判断第一子输入滤波单元305N1电压是否小于或等于第三 预设阈值,若是,下一步执行步骤S1501,若否,下一步执行步骤S1507。
本申请实施例中,控制电路33执行步骤S1508和步骤S1509时,也可以执行步骤S1507。换句话说,控制电路33在执行步骤S1507的过程中,也可以执行步骤S1508和步骤S1509。控制电路33执行步骤S1503和步骤S1504,目的是通过判断输出滤波单元304电压或者第一子输入滤波单元305N1电压满足条件,确定结束执行步骤S1507的时机。本申请实施例提供了两种判定结束执行步骤S1507的条件。在实际应用场景中,控制电路33也可以仅通过判断输出滤波单元304电压满足条件,确定结束执行步骤S1507,也可以仅通过判断第一子输入滤波单元305N1电压满足条件,确定结束执行步骤S1507。换句话说,控制电路33在执行步骤S1507后,可以执行步骤S1508。或者在执行步骤S1507后,执行步骤S1509。
步骤S1510,控制电路33判断谐振单元302电压是否大于第四预设阈值,若是,下一步执行步骤S1511,若否,下一步执行步骤S1512。
本申请实施例中,第四预设阈值可以为大于第一电源32输入电压Vin的一半的数值,例如0.55Vin。
步骤S1511,控制电路33在每个控制周期中,持续向开关T6发送控制信号,向开关T8发送脉冲宽度为预设时长的控制信号,直至谐振单元302电压小于或等于第四预设阈值。
在变换电路中,如图19所示,控制电路33控制开关T6处于导通状态,开关T7处于断开状态,开关T8处于导通状态,开关T5处于断开状态,开关T6和开关T8可将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中。控制电路33通过执行步骤S1511,控制开关T6和开关T8将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中,降低谐振单元302两端的电压。控制电路33可以确定谐振单元302电压小于或等于第四预设阈值后,执行步骤S1511。
步骤S1512,控制电路33判断谐振单元302电压是否小于第一预设阈值,若是,下一步执行步骤S1513,若否,下一步执行步骤S1514。
步骤S1513,控制电路33在每个控制周期中,向开关T5发送脉冲宽度为预设时长的控制信号,直至谐振单元302电压大于第一预设阈值。
控制电路33在执行步骤S1513过程中,开关T5将第一子输入滤波单元305N1中的电能传输至谐振单元302中,如图16所示。控制电路33也可以在执行步骤S1513过程中,可以监控谐振单元302电压是否在第一预设阈值和第四预设阈值之间。控制电路33在执行步骤S1513过程中若确定谐振单元302电压在第一预设阈值和第四预设阈值之间,也可以直接执行步骤S1514。
本申请实施例中,控制电路33执行步骤S1510至步骤S1512的过程可理解为,控制电路33通过对开关单元301中开关的控制,调整谐振单元302的电压值大于第一预设阈值。
步骤S1514,控制电路33在第三控制周期中,在第五时段向开关T5和开关T7发送脉冲宽度为预设时长的控制信号,在第六时段向开关T6和开关T8发送脉冲宽度为预设时长的控制信号,其中,第三控制周期包括至少一个第五时段和至少一个第六时段,第五时段和第六时段无交集。
控制电路33控制开关T5和开关T7在第三控制周期中的第五时段处于导通状态,如图17所示,开关T5和开关T7可以将第一子输入滤波单元305N1中的电能和第二子输入 滤波单元305N2中的电能传输至谐振单元302中。
控制电路33控制开关T6和开关T8在第三控制周期中的第六时段处于导通状态,如图19所示,开关T6和开关T8可以将谐振单元302中的电能传输至输出滤波单元304中。
步骤S1515,控制电路33判断输出滤波单元304电压是否不小于第一电源32提供的输入电压,若是,下一步执行步骤S1514,若否,下一步执行步骤S1516。
步骤S1516,控制电路33控制开关单元301,使RSCC 31输出目标电压。
控制电路33可以按照预设控制方式,控制开关单元301中的开关,使得RSCC 31可以输出目标电压,从而控制变换电路处于工作状态。
本申请实施例中,各步骤之间的顺序仅作为举例,并不作为各步骤先后执行顺序的具体限定。
本申请提供的变换电路以及控制方法可以应用于光伏发电系统、电动汽车、可再生能源系统等使用电力电子变换器的场景中。如图20所示,本申请实施例提供的变换电路中的第一电源可以包括至少一个光伏组串和直流-直流升压电路。直流-直流升压电路与至少一个光伏组串连接,用于将至少一个光伏组串提供的电压进行升压处理。直流-直流升压电路的输出端可以作为第一电源的两极分别与RSCC的第一输入端和第二输入端连接,为RSCC提供输入电压。
本申请还提供一种光伏系统,如图21所示,系统包括至少两个光伏组串、最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)汇流箱、直流交流逆变电路以及线缆等。直流-交流逆变电路的输出端与电网连接。光伏发电系统还包括控制电路,可以对控制光伏组串,MPPT汇流箱和直流-交流逆变电路进行控制。
MPPT汇流箱可以包括两个直流-直流升压电路和一个RSCC。每个直流-直流升压电路与至少一个光伏组串连接,直流-直流升压电路的正极输入端与光伏组串的正极相连,直流-直流升压电路的负极输入端与光伏组串的负极相连。其中,RSCC可以是前述实施例中提供的任意一种RSCC。RSCC中的开关单元与控制电路连接。
两个直流-直流升压电路中的一个直流-直流升压电路的正极输出端与直流-交流逆变电路的正极输入端连接。便于描述,将两个直流-直流升压电路分别记为第一直流-直流升压电路和第二直流-直流升压电路。其中,第二直流-直流升压电路的正极输出端与直流-交流逆变电路的正极输入端连接。第二直流-直流升压电路的负极输出端与直流-交流逆变电路类的零电平端连接。
RSCC的正极输入端M1与第一直流-直流升压电路的正极输出端连接,RSCC的负极输入端S2分别与第一直流-直流升压电路的负极输出端和第二直流-直流升压电路的负极输出端连接。RSCC的正极输出端M4分别与第二直流-直流升压电路的负极输出端和直流-交流逆变电路的零电平端连接。RSCC的负极输出端M4与直流-交流逆变电路的负极输入端连接。
本申请实施例中,RSCC的负极输入端M2和正极输出端M4均与第二直流-直流升压电路的负极输出端连接。RSCC的负极输入端M2和正极输出端M4可以是同一个端点,如前述实施例中RSCC 31的第二输入端S2。RSCC的正极输入端M1可以是RSCC 31的第一输入端S1。RSCC的负极输出端M3可以为RSCC 31的输出端S3。第一直流-直流升压电路和与第一直流-直流升压电路连接的光伏组串可以作为电源,为RSCC提供输入电压。
第一直流-直流升压电路所连接的光伏组串,与第一直流-直流升压电路可以作为前述 实施例中的第一电源为RSCC提供电能。在本申请实施例提供的光伏发电系统中,RSCC可以用于将第一直流-直流升压电路提供的输入电压转化为极性相反为的目标电压,以保护与第一直流-直流升压电路相连的光伏组串的元件性能。
应理解的是,本申请实施例提供的光伏系统中,第一直流-直流升压电路、与第一直流-直流升压电路连接的光伏组串可以视为前述实施例中的第一电源,为与第一直流-直流升压电路的RSCC提供输入电压。换句话说,本申请实施提供的光伏系统可以包括如前述实施例中提供的变换电路。
本申请提供的光伏系统中的MMPT汇流箱以及直流-交流逆变电路可以组成组串式高压型逆变器。本申请提供的光伏系统也可视为包括组串式高压逆变器的系统。
一种可能的实施方式中,如图22所示,光伏系统可以包括直流-交流逆变电路、多个MPPT汇流箱和多个光伏组串。该光伏系统也可以称为基于组串式高压型逆变器的光伏发电系统。每个MPPT汇流箱中包括RSCC和两个直流-直流升压电路,其中,两个直流-直流升压电路分别为第二直流-直流升压电路和第一直流-直流升压电路。每个MPPT汇流箱中RSCC的正极输出端连接直流-交流逆变电路的零电平端,RSCC的负极输出端连接直流逆变电路的负极输入端。每个MPPT中的第二直流升压变换电路的正极输出端与直流-交流逆变电路的正极输入端连接。
在光伏发电系统工作前,对每个MPPT中的RSCC进行预充电,可以保护RSCC的输出滤波电容等元件的性能,也可以保障RSCC的工作性能,从而实现保护光伏发电系统工作性能。并且,对RSCC进行预充电,不需要增加额外的元件,提升了RSCC的功率密度,也降低了光伏发电系统的复杂度,可以简化光伏发电系统的控制流程。
本申请实施例提供的光伏系统、光伏发电系统可以应用于大型光伏电站应用场景、中小型分布式电站应用场景、户用光伏发电系统应用场景。光伏系统、光伏发电系统可以将光能转化为直流电,然后将直流电转化为交流电,为负载或电网提供交流电,也可称为光伏逆变系统,或光伏逆变器系统。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的保护范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (19)
- 一种变换电路,其特征在于,包括:第一电源、谐振开关电容变换器RSCC和控制电路;所述RSCC包括开关单元、输出滤波单元、第一输入端S1,第二输入端S2和输出端S3,所述开关单元连接在所述第一输入端S1和所述第二输入端S2之间,所述输出滤波单元连接在所述第二输入端S2和所述输出端S3之间;所述第一电源的一极与所述第一输入端S1连接,所述第一电源的另一极与所述第二输入端S2连接,所述第一电源用于为所述RSCC提供输入电压;所述控制电路与所述开关单元连接,用于在控制所述RSCC工作前,控制所述RSCC中的所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述输出滤波单元。
- 如权利要求1所述的电路,其特征在于,所述RSCC还包括谐振单元和钳位单元;所述钳位单元与所述输出滤波单元并联;所述开关单元与所述谐振单元的一端连接,所述谐振单元的另一端与所述钳位单元连接;所述控制电路控制所述RSCC中的开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述输出滤波单元时,具体用于:控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述谐振单元;控制所述开关单元将所述谐振单元中的电能传输至所述输出滤波单元。
- 如权利要求2所述的电路,其特征在于,所述控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述谐振单元时,所述第一电源、所述开关单元、所述谐振单元、所述钳位单元形成第一通路,所述开关单元和所述第二输入端S2之间断路,所述钳位单元与所述输出端S3之间断路;所述控制电路控制所述开关单元将所述谐振单元中的电能传输至所述输出滤波单元中时,所述开关单元、所述谐振单元、所述钳位单元、所述输出滤波单元形成第二通路,所述钳位单元与所述第二输入端S2之间断路。
- 如权利要求2或3所述的电路,其特征在于,所述开关单元包括串联的第一开关和第二开关,所述第一开关的一端与所述第一输入端S1连接,所述第一开关的另一端与所述第二开关的一端连接,所述第二开关的另一端与所述第二输入端S2连接;所述控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述谐振单元时,所述控制电路具体用于:控制所述第一开关导通以及所述第二开关断开;所述控制电路控制所述开关单元将所述谐振单元中的电能传输至所述输出滤波单元中时,所述控制电路具体用于:控制所述第一开关断开以及所述第二开关导通。
- 如权利要求2所述的电路,其特征在于,所述RSCC还包括输入滤波单元,所述输入滤波单元与所述开关单元并联;所述输入滤波单元用于存储所述第一电源提供的电能;所述输入滤波单元包括第一子输入滤波单元和第二子输入滤波单元,所述第一子输入滤波单元与所述第二子输入滤波单元串联连接,所述第一子输入滤波单元与所述第二子输入滤波单元连接的一端与所述开关单元连接;所述控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述谐振单元时, 具体用于:控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中;或者,控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能和提供给所述第二子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中。
- 如权利要求5所述的电路,其特征在于,所述控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中时,所述第一子输入滤波单元、所述开关单元、所述谐振单元、所述钳位单元之间形成第三通路,所述开关单元与所述第一输入端S1之间断路,所述开关单元与所述第二输入端S2之间断路,所述钳位单元与所述输出滤波单元断路;所述控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能和所述第一电源提供给所述第二子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中时,所述第一子输入滤波单元、所述第二子输入滤波单元、所述开关单元、所述谐振单元、所述钳位单元之间形成第四通路,所述开关单元与所述第二输入端S2之间断路,所述钳位单元与所述输出滤波单元之间断路。
- 如权利要求5所述的电路,其特征在于,所述控制电路还用于控制所述开关单元将所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述输出滤波单元中。
- 如权利要求5至7任一所述的电路,其特征在于,所述控制电路控制所述开关单元将所述谐振单元中的电能传输至所述输出滤波单元中时,所述谐振单元、所述开关单元、所述输出滤波单元和所述钳位单元形成第五通路,所述开关单元与所述第一子输入滤波单元之间断路,所述开关单元与所述第二输入端S2之间断路。
- 如权利要求7所述的电路,其特征在于,所述控制电路控制所述开关单元将所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述输出滤波单元中时,所述第一子输入滤波单元、所述开关单元、所述谐振单元、所述钳位单元、所述输出滤波单元形成第六通路,所述开关单元与所述第二输入端S2之间断路,所述开关单元与所述第一输入端S1之间断路,所述钳位单元与所述第二输入端S2之间断路。
- 如权利要求5-9任一所述的电路,其特征在于,所述开关单元包括串联连接的第一二极管和第二二极管,以及依次串联连接的第三开关、第四开关、第五开关和第六开关;所述第一二极管的阴极与所述第三开关和所述第四开关之间的连接点连接,所述第一二极管的阳极分别连接所述第二二极管的阴极、所述第一子输入滤波单元和所述第二子输入滤波单元;所述第二二极管的阳极与所述第五开关和所述第六开关之间的连接点连接。
- 如权利要求10所述的电路,其特征在于,所述控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中时,所述控制电路具体用于:控制所述第四开关导通,以及所述第三开关、所述第五开关和所述第六开关断开;或者,所述控制电路控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能和提供给所述第二子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中时,所述控制电路具体用于:控制所述第三开关和所述第四开关导通,以及所述第五开关和所述六开关断开。
- 如权利要求10所述的电路,其特征在于,所述控制电路控制所述开关单元将所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述输出滤波单元中时,所述控制电路具体用于:控制所述第五开关导通,所述第三开关、所述第四开关和所述第六开关断开。
- 如权利要求10所述的电路,其特征在于,所述控制电路控制所述开关单元将所述谐振单元中的电能传输至所述输出滤波单元中时,所述控制电路具体用于:控制所述第三开关和所述第四开关断开,所述第五开关和所述第六开关导通。
- 如权利要求1-13任一项所述的电路,其特征在于,所述第一电源包括:至少一个光伏组串和第一直流-直流升压电路;所述至少一个光伏组串的正极与所述第一直流-直流升压电路的正极输入端连接,所述至少一个光伏组串的负极与所述第一直流-直流升压电路的负极输入端连接;所述第一直流-直流升压电路的正极输出端连接所述第一输入端S1,所述第一直流-直流升压电路的负极输出端连接所述第二输入端S2;所述第一直流-直流升压电路用于将所述至少一个光伏组串提供的电压转化为所述输入电压。
- 一种变换电路预充电控制方法,其特征在于,应用于变换电路,所述变换电路包括第一电源、谐振开关电容变换器RSCC,所述RSCC包括开关单元和输出滤波单元,所述方法包括:控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述输出滤波单元;若确定所述输出滤波单元电压大于预设阈值,控制所述RSCC工作。
- 如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述RSCC还包括谐振单元;所述控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述输出滤波单元,包括:控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述谐振单元;控制所述开关单元将所述谐振单元中的电能传输至所述输出滤波单元。
- 如权利要求16所述的方法,其特征在于,所述RSCC还包括输入滤波单元,所述输入滤波单元包括第一子输入滤波单元和第二子输入滤波单元;所述方法还包括:控制所述开关单元将所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述输出滤波单元中。
- 如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述控制所述开关单元将所述第一电源提供的电能传输至所述谐振单元,包括:控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中;或者,控制所述开关单元将所述第一电源提供给所述第一子输入滤波单元中的电能和提供给所述第二子输入滤波单元中的电能传输至所述谐振单元中。
- 一种光伏系统,其特征在于,包括至少一个如权利要求14所述的变换电路、多个光伏组串、至少一个第二直流-直流升压电路、直流-交流逆变电路;每个第二直流-直流升压电路的正极输出端与所述直流-交流逆变电路的正极输入端连接,所述每个第二直流-直流升压电路的负极输出端分别与一个所述变换电路中的RSCC的第二输入端S2和所述直流-交流逆变电路的零电平端连接;其中,每个第二直流-直流升压电路的负极输出端连接不同所述变换电路中的RSCC的第二输入端S2;每个所述变换电路中的RSCC的输出端S3与所述直流-交流逆变电路的负极输入端连接;每个所述第二直流-直流升压电路的正极输入端连接至少一个光伏组串的正极,所述每个第二直流-直流升压电路的负极输入端连接所述至少一个光伏组串的负极;每个所述第二直流-直流升压电路用于将所连接的光伏组串提供的电压进行升压处理得到第一输入电压,并向所述直流-交流逆变电路提供所述第一输入电压;所述变换电路中的所述RSCC工作时,向所述直流-交流逆变电路提供第二输入电压,其中,所述第二输入电压的极性与所述第一输入电压的极性相反;所述直流-交流逆变电路的输出端用于与电网连接,以将所述第一输入电压和所述第二输入电压转化为交流电压后提供给所述电网。
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