CN204615647U - 双向升降压直流变换电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种双向升降压直流变换电路，应用于光伏并网系统中以连接光伏面板和蓄电池，双向升降压直流变换电路包括连接蓄电池正极和光伏面板正极的正极线路、连接蓄电池负极和光伏面板负极的负极线路、第一可控晶体管、第二可控晶体管、第三可控晶体管、第四可控晶体管和电感，第一可控晶体管、电感、第四可控晶体管依次串连于正极线路上，第二可控晶体管设置于第一可控晶体管与电感的共同端与负极线路之间，第三可控晶体管设置于电感与第四可控晶体管的共同端与负极线路之间。本实用新型的双向升降压直流变换电路能够实现能量的双向流动以及升压或降压，其电路简单，可靠性较高，控制简单，成本较低。

Description

双向升降压直流变换电路
技术领域
本实用新型涉及一种DC/DC变换电路，具体的，涉及一种适用于光伏并网系统中的光伏面板和蓄电池之间、以实现能量双向流动及升压或降压的直流变换电路。
背景技术
随着光伏发电系统的发展，其并网卖给电网的电价越来越低，而向电网买电的电价原来越高，而现有的光伏并网逆变器在白天使集中并网发电，而夜晚没有能量提供，因而，迫切需要对传统的光伏并网系统进行改造，在白天把光伏面板的多余电用蓄电池存储起来，晚上再释放出来给负载，达到光伏发电自发自用的目的。现有的并网逆变器改造成上述储能系统，缺少一个蓄电池的充电和放电设备，光伏面板需接入蓄电池的充放电设备，而充放电设备的输出则接入并网逆变器的光伏面板端。现有的一些蓄电池经过隔离后，输出电压一般在300多伏，而光伏面板的电压一般100V到600V之间，为了实现电池的充电和放电，迫切需要一种双向的可升降压DC/DC电路。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够实现能量双向流动以及升压或降压的直流变换电路。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种双向升降压直流变换电路，应用于光伏并网系统中以连接光伏面板和蓄电池，所述的双向升降压直流变换电路包括连接所述的蓄电池正极和所述的光伏面板正极的正极线路、连接所述的蓄电池负极和所述的光伏面板负极的负极线路、第一可控晶体管、第二可控晶体管、第三可控晶体管、第四可控晶体管和电感，所述的第一可控晶体管、所述的电感、所述的第四可控晶体管依次串连于所述的正极线路上，所述的第二可控晶体管设置于所述的第一可控晶体管与所述的电感的共同端与所述的负极线路之间，所述的第三可控晶体管设置于所述的电感与所述的第四可控晶体管的共同端与所述的负极线路之间。
所述的双向升降压直流变换电路还包括并联于所述的蓄电池的正负极的第一电容、并联于所述的光伏面板的正负极的第二电容。
所述的第一可控晶体管、所述的第二可控晶体管、所述的第三可控晶体管、所述的第四可控晶体管均为并联有二极管的场效应管。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的双向升降压直流变换电路能够实现能量的双向流动以及升压或降压，其电路简单，可靠性较高，控制简单，成本较低。
附图说明
附图1为本实用新型的双向升降压直流变换电路的原理图。
附图2为本实用新型的双向升降压直流变换电路在蓄电池放电且蓄电池电压小于光伏面板电压时的原理图。
附图3为本实用新型的双向升降压直流变换电路在蓄电池放电且蓄电池电压大于光伏面板电压时的原理图。
附图4为本实用新型的双向升降压直流变换电路在蓄电池充电且光伏面板电压大于蓄电池电压时的原理图。
附图5为本实用新型的双向升降压直流变换电路在蓄电池充电且光伏面板电压小于蓄电池电压时的原理图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例一：如附图1所示，一种应用于光伏并网系统中以连接光伏面板PV和蓄电池BAT的双向升降压直流变换电路，包括正极线路、负极线路、第一可控晶体管Q1、第二可控晶体管Q2、第三可控晶体管Q3、第四可控晶体管Q4和电感L。正极线路连接于蓄电池BAT正极和光伏面板PV正极之间，负极线路则连接于蓄电池BAT负极和光伏面板PV负极之间。第一可控晶体管Q1、电感L、第四可控晶体管Q4依次串连于正极线路上，第二可控晶体管Q2设置于第一可控晶体管Q1与电感L的共同端与负极线路之间，第三可控晶体管Q3设置于电感L与第四可控晶体管Q4的共同端与负极线路之间。该双向升降压直流变换电路还包括第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1并联于蓄电池BAT的正负极之间，第二电容C2并联于光伏面板PV的正负极之间。上述电路中，第一可控晶体管Q1、第二可控晶体管Q2、第三可控晶体管Q3、第四可控晶体管Q4均为并联有二极管的场效应管。
上述双向升降压直流变换电路不同于普通的BUCK-BOOST电路的控制，在升压或者降压时，都只有一个晶体管做PWM，从而降低了整个拓扑的损耗，提高了系统的下效率。而四个晶体管都可控，从而可实现升降压的能量双向流动。
具体的，上述双向升降压直流变换电路具有四种工作状态：
1、光伏面板PV给蓄电池BAT充电且光伏面板PV电压大于蓄电池BAT电压时，如附图4所示，第一可控晶体管Q1为高电平，第二可控晶体管Q2为低电平，第四可控晶体管Q4做PWM降压，第三可控晶体管Q3为与第四可控晶体管Q4互补的PWM，从而实现同步整流降压。
2、光伏面板PV给蓄电池BAT充电且光伏面板PV电压小于蓄电池BAT电压时，如附图5所示，第四可控晶体管Q4为高电平，第三可控晶体管Q3为低电平，第二可控晶体管Q2做PWM升压，第一可控晶体管Q1为与第二可控晶体管Q2互补的PWM，实现同步整流升压。
3、蓄电池BAT向负载放电且蓄电池BAT电压大于光伏面板PV电压时，如附图3所示，第四可控晶体管Q4为高电平，第三可控晶体管Q3为低电平，第一可控晶体管Q1做PWM降压，第二可控晶体管Q2为与第一可控晶体管Q1互补的PWM，实现同步整流降压。
4、蓄电池BAT向负载放电且蓄电池BAT电压小于光伏面板PV电压时，如附图2所示，第一可控晶体管Q1为高电平，第二可控晶体管Q2为低电平，第三可控晶体管Q3做PWM升压，第四可控晶体管Q4为与第三可控晶体管Q3互补的PWM，实现同步整流升压。
上述双向升降压直流变换电路的核心思想在于：
1、能量可双向流动，从而不需要两个独立的充放电回路，从而减少了在整个拓扑电路的元器件，增加了系统的可靠性，减小了产品体积，降低了产品的成本。
2、在整个电路拓扑中，电池充放电都可以实现升降压，从而增加了电路的应用。
3、新颖的控制方法，在系统工作过程中，都只有一个晶体管做PWM，从而减少了系统的损耗，提高了效率。
其优点在于：在整个系统中，能量都可以双向流动，从而无需额外的回路，电路的器件减少了一半，从而减小了产品体积，降低了产品成本。且无论是充电，还是放电，此电路都可以实现升降压，从而能满足很多的应用场合。新颖的控制方法，使系统损耗大大减少，从而提高了系统的效率。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种双向升降压直流变换电路，应用于光伏并网系统中以连接光伏面板和蓄电池，其特征在于：所述的双向升降压直流变换电路包括连接所述的蓄电池正极和所述的光伏面板正极的正极线路、连接所述的蓄电池负极和所述的光伏面板负极的负极线路、第一可控晶体管、第二可控晶体管、第三可控晶体管、第四可控晶体管和电感，所述的第一可控晶体管、所述的电感、所述的第四可控晶体管依次串连于所述的正极线路上，所述的第二可控晶体管设置于所述的第一可控晶体管与所述的电感的共同端与所述的负极线路之间，所述的第三可控晶体管设置于所述的电感与所述的第四可控晶体管的共同端与所述的负极线路之间。
2.根据权利要求1所述的双向升降压直流变换电路，其特征在于：其还包括并联于所述的蓄电池的正负极的第一电容、并联于所述的光伏面板的正负极的第二电容。
3.根据权利要求1所述的双向升降压直流变换电路，其特征在于：所述的第一可控晶体管、所述的第二可控晶体管、所述的第三可控晶体管、所述的第四可控晶体管均为并联有二极管的场效应管。
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