CN210807071U - 双向dc/dc变换器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种双向DC/DC变换器，涉及DC/DC变换器领域。该DC/DC变换器包括：至少两个并联的功率模块、中央控制单元、第一电压传感器、第二电压传感器以及至少两个电流传感器；每个功率模块包括至少一个主变换电路，每个主变换电路的两端分别与高压侧端子和低压侧端子电连接，用于实现电压的升压或降压；第一电压传感器设置在高压侧端子处，用于采集高压侧电压值；第二电压传感器设置在低压侧端子处，用于采集低压侧电压值；每个电流传感器对应设置在一个主变换电路处，用于采集主变换电路的电流值。本申请实施例用以解决现有的基于通信方式的DC/DC变换器并联扩容而带来的不能实时性均流和均流效果差技术问题。

Description

双向DC/DC变换器

技术领域

本申请实施例涉及DC/DC变换器的技术领域，尤其涉及一种双向DC/DC变换器。

背景技术

在直流微电网中，DC/DC(直流转直流)变换器是重要的电力电子设备，负责完成直流母线和电源、储能、负载间的功率变换。随着微电网容量的不断增大，双向大功率DC/DC变换器的需求日益迫切。在大功率的场合，IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)以其较高的电流容量优势和灵活的可控性，成为功率开关管的首选。

目前，随着大规模储能的应用，单个IGBT管甚至多个IGBT管并联后电流容量亦无法满足大容量储能的应用需求。因此，现有技术中，将多个单体双向DC/DC变换器并联，即内部采用各种多个IGBT管并联型拓扑的方式，以使得方案在大容量储能中得到广泛的应用。

这种通过多个并联型DC/DC变换器外部并联的方式来进行扩容的方法，一般采用在多个DC/DC变换器间以通信的方式实现均流参数的传递，从而达到扩容以及均流的目的。

但是，这种基于通信方式的DC/DC变换器并联扩容方法，很容易由于通信延时的原因，无法做到真正的实时性均流，从而使得各DC/DC变换器之间易产生内部环流，均流效果差。而且，DC/DC变换器之间采用通信方式，通信可靠性差，也容易造成均流效果差。

有鉴于此，为满足大容量储能应用时DC-DC变换器扩容的需求，急需一种带有能够实现实时性均流且均流效果好的电路结构的DC/DC变换器。

实用新型内容

本申请实施例的目的旨在提供一种双向DC/DC变换器，用以解决现有的基于通信方式的DC/DC变换器并联扩容而带来的不能实时性均流和均流效果差技术问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供一种双向DC/DC变换器，包括：至少两个并联的功率模块、中央控制单元、第一电压传感器、第二电压传感器以及至少两个电流传感器；

每个功率模块包括至少一个主变换电路，每个主变换电路的两端分别与高压侧端子和低压侧端子电连接，用于实现电压的升压或降压；

第一电压传感器设置在高压侧端子处，用于采集高压侧电压值；

第二电压传感器设置在低压侧端子处，用于采集低压侧电压值；

每个电流传感器对应设置在一个主变换电路处，用于采集主变换电路的电流值；

第一电压传感器的输出端、第二电压传感器的输出端、每个电流传感器的输出端以及每个主变换电路的控制端均与中央控制单元电连接。

可选地，主变换电路包括电连接的开关单元和储能单元；

每个开关单元的控制端作为主变换电路的控制端；

每个电流传感器对应设置在一个储能单元处。

可选地，开关单元包括第一开关器件和第二开关器件；

储能单元包括第一电容、第二电容和电感；

第一开关器件的第一端与高压侧端子的正极端电连接，第一开关器件的第二端与第二开关器件的第一端电连接；

第二开关器件的第二端与高压侧端子的负极端和低压侧端子的负极端均电连接；

第一开关器件的控制端和第二开关器件的控制端共同作为开关单元的控制端；

第一电容的第一端与第一开关器件的第一端电连接，第一电容的第二端与第二开关器件的第二端电连接；

第一开关器件的第二端和第二开关器件的第一端均与电感的第一端电连接，电感的第二端与低压侧端子的正极端电连接；

第二电容的第一端与电感的第二端电连接，第二电容的第二端与第二开关器件的第二端电连接。

可选地，第一开关器件包括第一开关元件和第一二极管；

第二开关器件包括第二开关元件和第二二极管；

第一开关元件的控制端、第一端、第二端，分别作为第一开关器件的控制端、第一端、第二端；

第一二极管的阳极、阴极，分别与第一开关元件的第二端、第一端电连接；

第二开关元件的控制端、第一端、第二端，分别作为第二开关器件的控制端、第一端、第二端；

第二二极管的阳极、阴极，分别与第二开关元件的第二端、第一端电连接。

可选地，第一开关器件和第二开关器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT、金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET或集成门极换流晶闸管IGCT。

可选地，每个电流传感器对应设置在每个电感的第二端和低压侧端子的正极端之间。

可选地，第一电压传感器的两个采集端分别与高压侧端子的正极端和负极端电连接；

第二电压传感器的两个采集端分别与低压侧端子的正极端和负极端电连接。

可选地，中央控制单元包括电连接的现场可编程门阵列芯片和数字信号处理器；

现场可编程门阵列芯片的两个电压值输入端分别与第一电压传感器的输出端和第二电压传感器的输出端电连接，现场可编程门阵列芯片的多个电流值输入端分别对应与多个电流传感器的输出端电连接，现场可编程门阵列芯片的多个PWM控制信号输出端分别对应与多个主变换电路的控制端电连接；

数字信号处理器与现场可编程门阵列芯片电连接。

可选地，每个功率模块包括每个功率模块包括三个并联的主变换电路；

每个功率模块对应输入三个PWM控制信号；

三个PWM控制信号两两错开120°，每个PWM控制信号对应输入一个主变换电路的控制端。

可选地，每个功率模块包括两个并联的主变换电路或四个并联的主变换电路或六个并联的主变换电路；

每个主变换电路的控制端对应输入一个PWM控制信号。

相比现有技术，本申请实施例的技术方案至少具有以下有益技术效果：

本申请实施例的双向DC/DC变换器设置至少两个并联的功率模块，每个功率模块包括至少一个主变换电路，每个功率模块包括至少一个主变换电路，通过在每个主变换电路上设置电流传感器，以使每个电流传感器能够实时对应采集一个主变换电路的电流值发送给中央控制单元，通过在高压侧端子和低压侧端子处设置第一电压传感器和第二电压传感器，分别实时采集高压侧电压值和低压侧电压值发送给中央控制单元。中央控制单元根据获取第一电压传感器的第一电压值、第二电压传感器的第二电压值以及各个电流传感器的电流值，对应控制输出多个脉冲宽度调制PWM控制信号，以使每个PWM控制信号对应控制一个主变换电路的控制端的开关，从而实现每个功率模块输出相同的功率，从而实现均流的效果。本申请实施例设置至少两个并联的功率模块，中央控制单元对所有传感器数据的采集、处理，并根据内部控制策略集中控制各个并联的功率模块，实现系统的扩容，保障各功率模块的均流，不同于现有技术的基于通信方式的DC/DC变换器并联扩容的方案，也避免了现有的方案带来的不能实时性均流和均流效果差技术问题。

本申请实施例采用在双向DC/DC变换器中设置至少两个并联的功率模块的方式实现均流的效果，不用至少两个现有的DC/DC变换器并联，不用将两个现有的DC/DC变换器通信连接，从而降低了成本，而且通讯时效性更高，均流效果更好

本申请实施例以DC/DC变换器扩容为目的，将以往依靠通信方式传递的各模块之间的均流参数的方式转移到DC/DC变换器内部，集中由一个中央控制单元采集并处理。采用高压侧端子处设置一个第一电压传感器，采用低压侧端子处设置一个第二电压传感器，每个主变换电路设置一个电流传感器的方式，实现电压外环共用、电流内环独立控制，并通过中央控制单元的控制，使各功率模块均流度更高，动态响应更快，可靠性更高。同时，在直流微电网应用场合，提高了DC/DC变换器整体对外瞬态响应功率容量。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例双向DC/DC变换器的结构框图；

图2为本申请实施例双向DC/DC变换器的一个主变换电路与高压侧端子和低压侧端子连接的结构电路结构图；

图3为本申请实施例双向DC/DC变换器的中央控制单元的结构示意图；

图4为本申请实施例双向DC/DC变换器的两个功率模块与高压侧端子和低压侧端子连接的结构电路结构图；

图5为本申请实施例高压侧恒压模式电压环控制的原理示意图；

图6a和图6b分别为本申请实施例两个功率模块电流环控制的原理示意图。

附图标记：

1-功率模块、2-中央控制单元、3-第一电压传感器、4-第二电压传感器、5-电流传感器；

11-主变换电路、111-开关单元、112-储能单元；

C1-第一电容、C2-第二电容、L1-电感、T1-第一开关元件、T2-第二开关元件、D1-第一二极管、D2-第二二极管；

DC1-高压侧端子、DC2-低压侧端子；

21-现场可编程门阵列芯片、22-数字信号处理器。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

本申请实施例提供一种双向DC/DC变换器，参见图1所示，该双向DC/DC变换器包括：至少两个并联的功率模块1、中央控制单元2、第一电压传感器3、第二电压传感器4以及至少两个电流传感器5。

每个功率模块1包括至少一个主变换电路11，每个主变换电路11的两端分别与高压侧端子DC1和低压侧端子DC2电连接，用于实现电压的升压或降压。

第一电压传感器3设置在高压侧端子DC1处，用于采集高压侧电压值HV。

第二电压传感器4设置在低压侧端子DC2处，用于采集低压侧电压值LV。

每个电流传感器5对应设置在一个主变换电路11处，用于采集主变换电路11的电流值。

第一电压传感器3的输出端、第二电压传感器4的输出端、每个电流传感器5的输出端以及每个主变换电路11的控制端均与中央控制单元2电连接。

本申请实施例的双向DC/DC变换器设置至少两个并联的功率模块1，通过在每个主变换电路11上设置电流传感器5，以使每个电流传感器5能够实时对应采集一个主变换电路11的电流值发送给中央控制单元2，通过在高压侧端子DC1和低压侧端子DC2处设置第一电压传感器3和第二电压传感器4，分别实时采集高压侧电压值HV和低压侧电压值LV发送给中央控制单元2。中央控制单元2根据获取第一电压传感器3的高压侧电压值HV、第二电压传感器4的低压侧电压值LV以及各个电流传感器5的电流值，对应控制输出多个脉冲宽度调制PWM控制信号，以使每个PWM控制信号对应控制一个主变换电路11的控制端的开关，即控制一个主变换电路11的第一开关器件和第二开关器件的开关，从而实现每个功率模块1输出相同的功率。本申请实施例的双向DC/DC变换器作为大容量储能专用，实用性强。

本申请实施例设置至少两个并联的功率模块1，不同于现有技术的基于通信方式的DC/DC变换器并联扩容的方案，也避免了现有的方案带来的不能实时性均流和均流效果差技术问题。

本申请实施例采用在双向DC/DC变换器中设置至少两个并联的功率模块1的方式实现均流的效果，而并非采用两个现有的DC/DC变换器并联，因此不必将两个现有的DC/DC变换器通信连接，从而降低了成本。能够防止将两个现有的DC/DC变换器进行通信导致的较高延时，因此通讯时效性更高，均流效果更好。

本申请实施例以DC/DC变换器扩容为目的，将以往依靠通信方式传递的各模块之间的均流参数的方式转移到DC/DC变换器内部，集中由一个中央控制单元2采集并处理。采用高压侧端子DC1处设置一个第一电压传感器3，采用低压侧端子DC2处设置一个第二电压传感器4，每个主变换电路11设置一个电流传感器5的方式，实现电压外环共用、电流内环独立控制的方式，通过中央控制单元2的调节，使各功率模块1均流度更高，动态响应更快，可靠性更高。同时，在直流微电网应用场合，提高了DC/DC变换器整体对外瞬态响应功率容量。

本申请实施例的DC/DC变换器可根据储能容量的实际需求，灵活地并联接入若干个功率模块1，易于实现扩容。

可选地，主变换电路11包括电连接的开关单元111和储能单元112；每个开关单元111的控制端作为主变换电路11的控制端；每个电流传感器5对应设置在一个储能单元112处。主变换电路11通过开关单元111的开关和储能单元112的电感L1的续流作用，实现电压的升压或降压。

可选地，参见图2所示，作为一种示例，开关单元111包括第一开关器件和第二开关器件；储能单元112包括第一电容C1、第二电容C2和电感L1；第一开关器件的第一端与高压侧端子DC1的正极端DC1+电连接，第一开关器件的第二端与第二开关器件的第一端电连接；第二开关器件的第二端与高压侧端子DC1的负极端DC1-和低压侧端子DC2的负极端DC2-均电连接；第一开关器件的控制端和第二开关器件的控制端共同作为开关单元111的控制端；第一电容C1的第一端与第一开关器件的第一端电连接，第一电容C1的第二端与第二开关器件的第二端电连接；第一开关器件的第二端和第二开关器件的第一端均与电感L1的第一端电连接，电感L1的第二端与低压侧端子DC2的正极端DC2+电连接；第二电容C2的第一端与电感L1的第二端电连接，第二电容C2的第二端与第二开关器件的第二端电连接。

可选地，参见图2所示，作为一种示例，第一开关器件包括第一开关元件T1和第一二极管D1；第二开关器件包括第二开关元件T2和第二二极管D2；第一开关元件T1的控制端、第一端、第二端，分别作为第一开关器件的控制端、第一端、第二端；第一二极管D1的阳极、阴极，分别与第一开关元件T1的第二端、第一端电连接；第二开关元件T2的控制端、第一端、第二端，分别作为第二开关器件的控制端、第一端、第二端；第二二极管D2的阳极、阴极，分别与第二开关元件T2的第二端、第一端电连接。

可选地，第一开关器件和第二开关器件均为绝缘栅双极型晶体管IGBT或金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET或集成门极换流晶闸管IGCT。IGBT、MOSFET和IGCT均包括一个反向的二极管。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor绝缘栅双极型晶体管)由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。IGBT的驱动功率小而饱和压降低，非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统。

可选地，参见图2所示，作为一种示例，每个电流传感器5对应设置在每个电感L1的第二端和低压侧端子DC2的正极端DC2+之间。具体地，每个功率模块1均设有一组电流传感器5，每组电流传感器5中的每个电流传感器5对应设在一个主变换电路11的电感L1的第二端和低压侧端子DC2的正极端DC2+之间。

可选地，参见图2所示，作为一种示例，第一电压传感器3的两个采集端分别与高压侧端子DC1的正极端DC1+和负极端DC1-电连接；第二电压传感器4的两个采集端分别与低压侧端子DC2的正极端DC2+和负极端DC2-电连接。

可选地，参见图3和图4所示，作为一种示例，中央控制单元2包括电连接的现场可编程门阵列芯片21和数字信号处理器22；

现场可编程门阵列芯片21的两个电压值输入端分别与第一电压传感器3的输出端和第二电压传感器4的输出端电连接，现场可编程门阵列芯片21的多个电流值输入端分别对应与多个电流传感器5的输出端电连接，现场可编程门阵列芯片21的多个PWM控制信号输出端分别对应与多个主变换电路11的控制端电连接。

数字信号处理器22与现场可编程门阵列芯片21电连接。具体的，数字信号处理器22与现场可编程门阵列芯片21通过数据总线电连接。

具体的，现场可编程门阵列芯片21(Field-Programmable Gate Array，FPGA)通过两个电压值输入端和多个电流值输入端，分别获取第一电压传感器3的高压侧电压值HV、第二电压传感器4的低压侧电压值LV以及各个电流传感器5的电流值的模拟信号，现场可编程门阵列芯片21将接收的模拟信号转换为数字信号，然后将数字信号发送给数字信号处理器22。数字信号处理器22按预设的已知的控制算法得到各路主变换电路11的占空比的值，然后将得到的各路占空比的值通过数据总线发送给现场可编程门阵列芯片21，由现场可编程门阵列芯片21根据各路占空比的值形成多个PWM控制信号，然后将多个PWM控制信号通过多个PWM控制信号输出端对应输出给主变换电路11。可选地，现场可编程门阵列芯片21的型号为EP4CE15F23I7N，数字信号处理器22的型号为TMS320F28335。

具体地，PWM(Pulse Width Modulation脉冲宽度调制)控制信号，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变，可广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

可选地，参见图4所示，每个功率模块1包括三个并联的主变换电路11，每个功率模块1对应输入三个PWM控制信号，三个PWM控制信号两两错开120°，每个PWM控制信号对应输入一个主变换电路11的控制端。作为一种示例，双向DC/DC变换器包括两个并联的功率模块1，即双向DC/DC变换器包括6个主变换电路11，每个主变换电路11的电路结构为图2所示的电路结构。作为一种示例，每个功率模块1均为相同的结构，能够满足DC/DC变换器的设计需求，从提升双向DC/DC变换器的等级和减小电压电流应力和纹波方面综合考虑，每个功率模块1均采用了三相交错并联型BUCK(降压)-BOOST(升压)拓扑结构作为电路拓扑设计。每一相均采用IGBT作为功率器件，交错并联通过三个相同拓扑并联的方式提高了DC/DC变换器的功率等级，同时交错并联通过每相驱动脉冲错开120°相位减小系统的输出的电压和电流纹波。在功率更高的应用场合，可以在DC/DC变换器的内部并联多个相同的功率模块。

对应地，在图2和图4所示的电路图的基础上，参见图3所示，作为一种示例，双向DC/DC变换器包括两个功率模块1，每个功率模块1包括3个主变换电路11，则一共有六个电流传感器5，六个个电流传感器5的电流值分别为CT1、CT2、CT3、CT4、CT5、CT6；每个功率现场可编程门阵列芯片21的多个PWM控制信号输出端分别对每个主变换电路11的控制端输出1#PWMA_H/L、1#PWMB_H/L、1#PWMC_H/L、2#PWMA_H/L、2#PWMB_H/L和2#PWMC_H/L的六组PWM控制信号。

具体地，1#PWMA_H/L，表示对第一个功率模块1的第一个主变换电路11的第一开关元件T1的控制端输入PWMA_H的控制信号，对第一个功率模块1的第一个主变换电路11的第二开关元件T2的控制端输入PWMA_L的控制信号；1#PWMB_H/L，表示对第一个功率模块1的第二个主变换电路11的第一开关元件T1的控制端输入PWMB_H的控制信号，对第一个功率模块1的第二个主变换电路11的第二开关元件T2的控制端输入PWMB_L的控制信号；1#PWMC_H/L，表示对第一个功率模块1的第三个主变换电路11的第一开关元件T1的控制端输入PWMC_H的控制信号，对第一个功率模块1的第三个主变换电路11的第二开关元件T2的控制端输入PWMC_L的控制信号；2#PWMA_H/L，表示对第二个功率模块1的第一个主变换电路11的第一开关元件T1的控制端输入PWMA_H的控制信号，对第二个功率模块1的第一个主变换电路11的第二开关元件T2的控制端输入PWMA_L的控制信号；2#PWMB_H/L，表示对第二个功率模块1的第二个主变换电路11的第一开关元件T1的控制端输入PWMB_H的控制信号，对第二个功率模块1的第二个主变换电路11的第二开关元件T2的控制端输入PWMB_L的控制信号；2#PWMC_H/L，表示对第二个功率模块1的第三个主变换电路11的第一开关元件T1的控制端输入PWMC_H的控制信号，对第二个功率模块1的第三个主变换电路11的第二开关元件T2的控制端输入PWMC_L的控制信号。

本申请实施例的现场可编程门阵列芯片21和数字信号处理器22的结合可以实现电压环和电流环的双环控制，从而完成功率模块1间的均流。两个功率模块1共用一个电压环，电压环的输出作为电流环的指令电流值。本申请实施例为保证均流效果，各个电感L1处设置一个电流传感器5，即采用独立电流环控制，采用过采样技术得到电感在一个开关周期的平均电流，作为电流反馈值参与电流环计算。

可选地，基于图2至图4的所示的电路结构，参见图5、图6a和图6b所示，图中Udc_Href为高压侧电压给定值；Ramp为爬坡缓启动算法；Udc_H为高压测电压回馈值；Idc_Lref为各电流环电感电流指定值，Idc_Lref为电感电流指定值；D1、D2、D3、D4、D5、D6为各相占空比输出；IL1、IL2、IL3、IL4、IL5、IL6为各相电感电流回馈值，来自电流传感器CT1-CT6。两个功率模块1之间各自3路电流信号独立反馈，数字信号处理器22设置六个电流内环，同时共用一个电压外环的控制方法。电压外环的输出作为六路电流内环的给定，以确保输出电压稳定。控制的原理为电压外环共用，电流内环的反馈来自于对应电流内环控制相的电感电流信号，电压外环的反馈信号来自于DC/DC变换器的高压侧电压信号。由于六路电流内环的给定相同，电流内环的控制结果为六相的电感电流大小一致。每个电流内环根据反馈的电流和给定，经过PI(Proportion-Integral，比例-积分)调节算法，得到该相的驱动脉冲的占空比，从而控制该相工作。

可选地，作为另一种示例，每个功率模块1包括两个并联的主变换电路11或四个并联的主变换电路11或六个并联的主变换电路11；

每个主变换电路11的控制端对应输入一个PWM控制信号。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种双向DC/DC变换器，其特征在于，包括：至少两个并联的功率模块、中央控制单元、第一电压传感器、第二电压传感器以及至少两个电流传感器；

每个所述功率模块包括至少一个主变换电路，每个所述主变换电路的两端分别与高压侧端子和低压侧端子电连接，用于实现电压的升压或降压；

所述第一电压传感器设置在所述高压侧端子处，用于采集高压侧电压值；

所述第二电压传感器设置在所述低压侧端子处，用于采集低压侧电压值；

每个所述电流传感器对应设置在一个所述主变换电路处，用于采集所述主变换电路的电流值；

所述第一电压传感器的输出端、所述第二电压传感器的输出端、每个所述电流传感器的输出端以及每个所述主变换电路的控制端均与所述中央控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的双向DC/DC变换器，其特征在于，所述主变换电路包括电连接的开关单元和储能单元；

每个所述开关单元的控制端作为所述主变换电路的控制端；

每个所述电流传感器对应设置在一个储能单元处。

3.根据权利要求2所述的双向DC/DC变换器，其特征在于，所述开关单元包括第一开关器件和第二开关器件；

所述储能单元包括第一电容、第二电容和电感；

所述第一开关器件的第一端与所述高压侧端子的正极端电连接，所述第一开关器件的第二端与所述第二开关器件的第一端电连接；

所述第二开关器件的第二端与所述高压侧端子的负极端和所述低压侧端子的负极端均电连接；

所述第一开关器件的控制端和所述第二开关器件的控制端共同作为所述开关单元的控制端；

所述第一电容的第一端与所述第一开关器件的第一端电连接，所述第一电容的第二端与所述第二开关器件的第二端电连接；

所述第一开关器件的第二端和所述第二开关器件的第一端均与所述电感的第一端电连接，所述电感的第二端与所述低压侧端子的正极端电连接；

所述第二电容的第一端与所述电感的第二端电连接，所述第二电容的第二端与所述第二开关器件的第二端电连接。

4.根据权利要求3所述的双向DC/DC变换器，其特征在于，所述第一开关器件包括第一开关元件和第一二极管；

所述第二开关器件包括第二开关元件和第二二极管；

所述第一开关元件的控制端、第一端、第二端，分别作为所述第一开关器件的控制端、第一端、第二端；

所述第一二极管的阳极、阴极，分别与所述第一开关元件的第二端、第一端电连接；

所述第二开关元件的控制端、第一端、第二端，分别作为所述第二开关器件的控制端、第一端、第二端；

所述第二二极管的阳极、阴极，分别与所述第二开关元件的第二端、第一端电连接。

5.根据权利要求3所述的双向DC/DC变换器，其特征在于，所述第一开关器件和所述第二开关器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT、金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET或集成门极换流晶闸管IGCT。

6.根据权利要求3所述的双向DC/DC变换器，其特征在于，每个所述电流传感器对应设置在每个所述电感的第二端和所述低压侧端子的正极端之间。

7.根据权利要求1所述的双向DC/DC变换器，其特征在于，所述第一电压传感器的两个采集端分别与所述高压侧端子的正极端和负极端电连接；

所述第二电压传感器的两个采集端分别与所述低压侧端子的正极端和负极端电连接。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的双向DC/DC变换器，其特征在于，所述中央控制单元包括电连接的现场可编程门阵列芯片和数字信号处理器；

所述现场可编程门阵列芯片的两个电压值输入端分别与第一电压传感器的输出端和第二电压传感器的输出端电连接，所述现场可编程门阵列芯片的多个电流值输入端分别对应与多个电流传感器的输出端电连接，所述现场可编程门阵列芯片的多个PWM控制信号输出端分别对应与多个所述主变换电路的控制端电连接；

所述数字信号处理器与所述现场可编程门阵列芯片电连接。

9.根据权利要求8所述的双向DC/DC变换器，其特征在于，每个所述功率模块包括三个并联的主变换电路；

每个所述功率模块对应输入三个PWM控制信号；

所述三个PWM控制信号两两错开120°，每个PWM控制信号对应输入一个所述主变换电路的控制端。

10.根据权利要求8所述的双向DC/DC变换器，其特征在于，每个所述功率模块包括两个并联的主变换电路或四个并联的主变换电路或六个并联的主变换电路；

每个主变换电路的控制端对应输入一个PWM控制信号。

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