CN202997926U - 一种用于混合储能系统的充放电控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于混合储能系统的充放电控制器，属于开关电源设备技术领域。技术方案是：包含BUCK-BOOST电路单元和隔离半桥电路单元，所述两个电路单元顺序连接，位于储能系统电压侧V1和直流母线电压侧V2之间；所述BUCK-BOOST电路单元中还设有无源软开关，所述无源软开关由开关管S1、开关管S2、电感L1、电感L2、电容C7、电容C9、二极管D2、二极管D7、二极管D8和二极管D9组成。本实用新型的有益效果是：加入软开关的且带隔离的双向直流变换器的应用更加有效的提高了系统的效率及安全特性，解决混合储能系统的充放电电路性能差的问题，在充放电电路中必将成为研究的热点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于混合储能系统的充放电控制器，属于开关电源设备技术领域。
背景技术
随着社会的发展和进步，对双向DC/DC 变换器的需求越来越多。双向DC/DC 变换器的广泛应用，减轻了变换器的体积和重量，提高了变换器的效率。
在风光互补储能系统的充放电电路中一般选择无隔离的双向直流变换器，这样做直流母线与储能系统不能有效的隔离，安全性能不是很好。另外在电路的选择上基本都是硬开关电路，这样开关损耗比较大，充放电效率不是很高。另外在控制上，混合储能系统随着直流母线的变化急剧变化，充放电比较频繁，性能容易老化。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于混合储能系统的充放电控制器，通过使用加入无源软开关的级联双向直流变换器，并且采用电压滞环控制，提高了充放电系统的效率和性能，从而解决背景技术存在的上述问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于混合储能系统的充放电控制器，其特征是包含BUCK-BOOST电路单元和隔离半桥电路单元，所述两个电路单元顺序连接，位于储能系统电压侧V1和直流母线电压侧V2之间；所述BUCK-BOOST电路单元中还设有无源软开关，所述无源软开关由开关管S1、开关管S2、电感L1、电感L2、电容C7、电容C9、二极管D2、二极管D7、二极管D8和二极管D9组成。
[0006] 还包含电压滞环比较器，所述电压滞环比较器由滤波器、比较器和驱动信号产生器顺序连接组成，滤波器的输入端与信号电压比较侧连接，驱动信号产生器的输出端与BUCK-BOOST电路单元和隔离半桥电路单元的MOSFET驱动电路连接。
本实用新型的有益效果是，加入软开关的且带隔离的双向直流变换器的应用更加有效的提高了系统的效率及安全特性，解决混合储能系统的充放电电路性能差的问题，在充放电电路中必将成为研究的热点。
附图说明
图1是风光互补发电混合储能系统框图；
图2是本实用新型的电路拓扑图；
图3是本实用新型的电压滞环控制原理图；
图中：1.滤波器；2.比较器；3.驱动信号产生器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
在实施例中，一种用于混合储能系统的充放电控制器，其特征是包含BUCK-BOOST电路单元和隔离半桥电路单元，所述两个电路单元顺序连接，位于储能系统电压侧V1和直流母线电压侧V2之间。
所述BUCK-BOOST电路单元中还设有无源软开关，所述无源软开关由开关管S1、开关管S2、电感L1、电感L2、电容C7、电容C9、二极管D2、二极管D7、二极管D8和二极管D9组成。
前级BUCK—BOOST电路单元的无源软开关的工作分为以下几种模式。
模态1 开关管S2处于关断，储存于L1中的能量通过S1的反并联二极管D1传送到负载。当S2开通后，流过D1中的电流线性减小，同时电感L2中的电流从零开始增大。
模态2 当流过D1中的电流降到0以后，D8开始导通。L2和C9、C7开始谐振， C7中的能量通过C7—C9—L2—S2回路释放。结果，L2中的电流包含了流经L1的电流和谐振电流。当谐振过程完成后，储存在C7中的能量转移至C9，C9的电压上升到输出电压。
模态3 当C7的电压降至0以后，二极管D7导通，因此L2和C9通过D7和D8开始谐振。随着L2中的电流的不断减小，C9的电压继续升高。
模态4 当L2中的电流和L1中的电流相同时，开关管导通过程完成，C9和C7的电压保持定值。此时，变换器工作状态和传统的Boost电路一样。
模态5 此后，开关管S2关断，流经主功率管的电流完全转移到C7和D7上,直至C7中的电压增至输出电压。
模态6 D9导通，电容C9通过D9放电。
模态7 当C7中的电压上升至输出电压时，D8在此时刻导通。流经L2中的电流通过D8和D9传至负载。从而，L2中的电流继续减小。
模态8 当L2中的电流减小到0以后，L2中将不再有电流通过，直到S2再次导通。
模态9 当C9中的电压降至0以后，另一个开关模态开始。S1反并联二极管D1导通。
通过以上几种模式的工作，开关管有效的实现了软开关，从而提高了充放电电路的总体效率。
还包含电压滞环比较器，所述电压滞环比较器由滤波器1、比较器2和驱动信号产生器3顺序连接组成，滤波器1的输入端与信号电压比较侧连接，驱动信号产生器3的输出端与BUCK-BOOST电路单元和隔离半桥电路单元的MOSFET驱动电路连接。
在控制部分使用电压滞环控制方式，把指令电压 u*和输出电压 u 进行比较，滤除偏差信号中的谐波，滤波器的输出送入滞环比较器，由比较器输出控制开关器件的通断，从而实现电压跟踪控制。这样可设置直流母线波动的范围，在电压一个小的波动范围内，储能系统不必进行充放电控制，当超出这个范围后充放电电路才开始工作。这样避免了充放电电路随电压的波动而马上投入工作，开关管不至于时刻处于导通与关断的工作状态，从而提高了充放电电路的整体效率和性能。
Claims (2)
1.一种用于混合储能系统的充放电控制器，其特征是：包含BUCK-BOOST电路单元和隔离半桥电路单元，所述两个电路单元顺序连接，位于储能系统电压侧V1和直流母线电压侧V2之间；所述BUCK-BOOST电路单元中还设有无源软开关，所述无源软开关由开关管S1、开关管S2、电感L1、电感L2、电容C7、电容C9、二极管D2、二极管D7、二极管D8和二极管D9组成。
2.如权利要求1用于混合储能系统的充放电控制器，其特征是：还包含电压滞环比较器，所述电压滞环比较器由滤波器（1）、比较器（2）和驱动信号产生器（3）顺序连接组成，滤波器（1）的输入端与信号电压比较侧连接，驱动信号产生器（3）的输出端与BUCK-BOOST电路单元和隔离半桥电路单元的MOSFET驱动电路连接。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105720817A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-06-29 | 佛山市新光宏锐电源设备有限公司 | 一种boost电路的pfc软开关电路 |
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