CN216564937U - 模块化双向直流变换器的同步电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了模块化双向直流变换器的同步电路，包括同步电路1，同步电路2，同步电路3，同步电路4和数据总线。模块化双向直流变换器机组通过数据总线，同步电路1，同步电路2，同步电路3和同步电路4，实现模块化双向直流变换器机组内的同步通信，在实现机组内不同变换器间的同步通信后可进一步通过主从竞争，同步均流的控制策略简化控制难度，提高模块化双向直流变换器的运行可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子领域，尤其涉及模块化双向直流变换器的同步电路。
背景技术
现如今，以太阳能、风能为主的可再生能源发展迅速，可再生能源发电量和占比持续增加。在分布式供电系统中，太阳能、风能等新能源随着光照强度、风力大小的变化，其发出的电能具有随机性和不确定性，从而引起分布式供电系统直流母线上的功率波动，分布式供电系统的供电可靠性和供电质量受到较大影响，储能装置的存在提高了分布式供电系统的供电可靠性和电能质量。
现有的储能装置通过双向直流变换器与直流母线连接，双向直流变换器控制储能元件的充放电。各个双向直流变换器间由于没有进行同步通信使其工作在同一状态，可能出现一部分双向直流变换器控制储能元件充电，另一部分双向直流变换器控制储能元件放电的情况，使储能元件的工作效率降低。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型公开了模块化双向直流变换器的同步电路，包括同步电路1，同步电路2，同步电路3，同步电路4和数据总线。模块化双向直流变换器机组通过数据总线、同步电路1，同步电路2，同步电路3和同步电路4，实现模块化双向直流变换器机组内的同步通信，在实现机组内不同变换器间的同步通信后可进一步通过主从竞争，同步均流的控制策略简化控制难度，提高模块化双向直流变换器的运行可靠性。
为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案为：
模块化双向直流变换器的同步电路，包括同步电路1，同步电路2，同步电路3，同步电路4和数据总线；所述同步电路1的内部连接关系为电容C12一端接GND-S，另一端接芯片U11的引脚3；第一缓冲器U1A与电阻R11相接后第一缓冲器U1A另一端接DSP#1，电阻R11另一端接芯片U11的引脚3；第二缓冲器U1B与电阻R12相接后第二缓冲器U1B另一端接DSP#1，电阻R12另一端接芯片U11的引脚2；电容C11一端接GND-S，另一端接第二缓冲器U1B与电阻R12；电容C13一端接GND-S另一端接+5V电源和芯片U11的引脚1，电容C14一端接GND-CAN并接芯片U11的引脚5，另一端接+5V电源和芯片U11的引脚8，电阻R13一端接GND-CAN另一端接芯片U11的引脚6，电阻R14的一端接+5V电源，另一端接芯片U11的引脚7，电阻R17两端分别接芯片U11的引脚6与引脚7；电阻R15一端接芯片U11的引脚6，另一端接数据线CANL#1，电阻R16一端接芯片U11的引脚7，另一端接数据线CANH#1；ESD保护二极管D11的引脚3接GND-CAN，引脚1、2分别接芯片U11的引脚6、7；同步电路2，同步电路3和同步电路4的内部连接关系与同步电路1完全相同；所述数据总线包括数据总线CANL与数据总线CANH，数据总线CANL顶端通过电阻R5与数据总线CANH连接，数据总线CANL底端通过电阻R6与数据总线CANH连接；数据线CANL#1、数据线CANL#2、数据线CANL#3和数据线CANL#4与数据总线CANL相连，数据线CANH#1、数据线CANH#2、数据线CANH#3和数据线CANH#4与数据总线CANH相连。
进一步，所述同步电路1中电容C11与电容C12采用容值为100pF的0603封装电容；电阻R11与电阻R12采用阻值为220Ω的0603封装电阻，电容C13与电容C14采用容值为220μF的0603封装电容，电阻R13与电阻R14采用阻值为1KΩ的0603封装电阻，电阻R15与电阻R16采用阻值为10Ω的0603封装电阻；同步电路2，同步电路3和同步电路4采用电阻和电容的阻值和容值与同步电路1完全相同；数据总线中电阻R5与电阻R6采用阻值为120Ω的0603封装电阻。
进一步，所述同步电路1中芯片U11采用的型号为ISO1050；DSP#1采用的型号为TMS320F28075；芯片U1中包含第一缓冲器U1A和第二缓冲器U1B，芯片U1采用的型号为74LVC2G07；同步电路2，同步电路3和同步电路4采用的芯片型号与同步电路1完全相同。
进一步，所述同步电路1采用的ESD保护二极管D11型号为GSOT12C；同步电路2，同步电路3和同步电路4采用的ESD保护二极管型号与同步电路1采用的ESD保护二极管型号完全相同。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是模块化双向直流变换器机组内的4个双向直流变换器通过数据总线，同步电路1，同步电路2，同步电路3和同步电路4连接，实现模块化双向直流变换器机组内的同步通信，在实现机组内不同变换器间的同步通信后可进一步通过主从竞争，同步均流的控制策略简化控制难度，提高模块化双向直流变换器的运行可靠性。
附图说明
图1为本实用新型模块化双向直流变换器的同步电路图。
图2为本实用新型模块化双向直流变换器实现主从竞争的流程图。
图3位本实用新型模块化双向直流变换器实现并联均流的流程图。
具体实施方式
参照图1，模块化双向直流变换器的同步电路，包括同步电路1，同步电路2，同步电路3，同步电路4和数据总线；所述同步电路1的内部连接关系为电容C12一端接GND-S，另一端接芯片U11的引脚3；第一缓冲器U1A与电阻R11相接后第一缓冲器U1A另一端接DSP#1，电阻R11另一端接芯片U11的引脚3；第二缓冲器U1B与电阻R12相接后第二缓冲器U1B另一端接DSP#1，电阻R12另一端接芯片U11的引脚2；电容C11一端接GND-S，另一端接第二缓冲器U1B与电阻R12；电容C13一端接GND-S另一端接+5V电源和芯片U11的引脚1，电容C14一端接GND-CAN并接芯片U11的引脚5，另一端接+5V电源和芯片U11的引脚8，电阻R13一端接GND-CAN另一端接芯片U11的引脚6，电阻R14的一端接+5V电源，另一端接芯片U11的引脚7，电阻R17两端分别接芯片U11的引脚6与引脚7；电阻R15一端接芯片U11的引脚6，另一端接数据线CANL#1，电阻R16一端接芯片U11的引脚7，另一端接数据线CANH#1；ESD保护二极管D11的引脚3接GND-CAN，引脚1、2分别接芯片U11的引脚6、7；同步电路2，同步电路3和同步电路4的内部连接关系与同步电路1完全相同；所述数据总线包括数据总线CANL与数据总线CANH，数据总线CANL顶端通过电阻R5与数据总线CANH连接，数据总线CANL底端通过电阻R6与数据总线CANH连接；数据线CANL#1、数据线CANL#2、数据线CANL#3与数据线CANL#4与数据总线CANL相连，数据线CANH#1、数据线CANH#2、数据线CANH#3和数据线CANH#4与数据总线CANH相连。
其中，参照图1，所述同步电路1中电容C11与电容C12采用容值为100pF的0603封装电容；电阻R11与电阻R12采用阻值为220Ω的0603封装电阻，电容C13与电容C14采用容值为220μF的0603封装电容，电阻R13与电阻R14采用阻值为1KΩ的0603封装电阻，电阻R15与电阻R16采用阻值为10Ω的0603封装电阻；同步电路2，同步电路3和同步电路4采用电阻和电容的阻值和容值与同步电路1完全相同；数据总线中电阻R5与电阻R6采用阻值为120Ω的0603封装电阻。
其中，参照图1，所述同步电路1中芯片U11采用的型号为ISO1050；DSP#1采用的型号为TMS320F28075；芯片U1中包含第一缓冲器U1A和第二缓冲器U1B，芯片U1采用的型号为74LVC2G07；同步电路2，同步电路3和同步电路4采用的芯片型号与同步电路1完全相同。
其中，参照图1，所述同步电路1采用的ESD保护二极管D11型号为GSOT12C；同步电路2，同步电路3和同步电路4采用的ESD保护二极管型号与同步电路1采用的ESD保护二极管型号完全相同。
其中，针对本实用新型专利的一个优选实施例一，如图2所示：
模块化双向直流变换器的同步电路连接模块化直流变换器机组内的4个双向直流变换器；采用主从竞争的同步控制策略，具体为当竞争标志位F不等于1时，结束主从竞争流程；当竞争标志为F等于1时，向总线发送本机地址位信息，当查询邮箱收到其他地址信息，且其他地址大于本机地址时，计数器清0，竞争标志位F清0并返回判断竞争标志位是否为1；当其他地址小于或等于本机地址时，返回向总线发送本机地址位信息；当查询邮箱没有收到其他地址信息时，计数器加1，当计数器小于或等于4时，返回向总线发送本机地址位信息，当计数器大于4时，本机为主机并结束主从竞争流程。
其中，针对本实用新型专利的一个优选实施例二，如图3所示：
步骤一：模块化双向直流变换器的同步电路连接模块化直流变换器机组内的4个双向直流变换器，于主功率电路中采样，获取各双向直流变换器的输出电流I1、I2、I3、I4。
步骤二：所述组内各从机，将自身输出电流In发送至数据总线；所述主机，接收数据总线上组内各从机的输出电流In，计算组内模块总输出电流Isum＝I1+I2+I3+I4，进一步计算组内模块输出电流平均值Iave＝Isum/4，并将Iave发送至数据总线。
步骤三：所述组内各从机，接收数据总线上的Iave，比较自身输出电流In与Iave的大小，若In>1.05Iave,则将自身下垂系数进行如下运算：kn＝kn+0.0001；若0.95Iave<In<1.05Iave,不进行任何操作；若In<0.95Iave,则将自身下垂系数进行如下运算：kn＝kn-0.0001。所述组内主机，比较自身输出电流In与Iave的大小，若In>1.05Iave，则将自身下垂系数进行如下运算：kn＝kn+0.0001；若0.95Iave<In<1.05Iave，不进行任何操作；若In<0.95Iave,则将自身下垂系数进行如下运算：kn＝kn-0.0001。
最后：返回步骤一，重复执行上述三个步骤，由此循环往复，以实现模块化双向直流变换器的并联均流控制。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.模块化双向直流变换器的同步电路，其特征在于：包括同步电路1，同步电路2，同步电路3，同步电路4和数据总线；所述同步电路1的内部连接关系为电容C12一端接GND-S，另一端接芯片U11的引脚3；第一缓冲器U1A与电阻R11相接后第一缓冲器U1A另一端接DSP#1，电阻R11另一端接芯片U11的引脚3；第二缓冲器U1B与电阻R12相接后第二缓冲器U1B另一端接DSP#1，电阻R12另一端接芯片U11的引脚2；电容C11一端接GND-S，另一端接第二缓冲器U1B与电阻R12；电容C13一端接GND-S，另一端接+5V电源和芯片U11的引脚1；电容C14一端接GND-CAN并接芯片U11的引脚5，另一端接+5V电源和芯片U11的引脚8，电阻R13一端接GND-CAN另一端接芯片U11的引脚6，电阻R14的一端接+5V电源，另一端接芯片U11的引脚7，电阻R17两端分别接芯片U11的引脚6与引脚7；电阻R15一端接芯片U11的引脚6，另一端接数据线CANL#1，电阻R16一端接芯片U11的引脚7，另一端接数据线CANH#1；ESD保护二极管D11的引脚3接GND-CAN，引脚1、2分别接芯片U11的引脚6、7；同步电路2，同步电路3和同步电路4的内部连接关系与同步电路1完全相同；所述数据总线包括数据总线CANL与数据总线CANH，数据总线CANL顶端通过电阻R5与数据总线CANH连接，数据总线CANL底端通过电阻R6与数据总线CANH连接；数据线CANL#1、数据线CANL#2、数据线CANL#3和数据线CANL#4与数据总线CANL相连，数据线CANH#1、数据线CANH#2、数据线CANH#3和数据线CANH#4与数据总线CANH相连。
2.根据权利要求1所述的模块化双向直流变换器的同步电路，其特征在于：所述同步电路1中电容C11与电容C12采用容值为100pF的0603封装电容；电阻R11与电阻R12采用阻值为220Ω的0603封装电阻，电容C13与电容C14采用容值为220μF的0603封装电容，电阻R13与电阻R14采用阻值为1KΩ的0603封装电阻，电阻R15与电阻R16采用阻值为10Ω的0603封装电阻；同步电路2，同步电路3和同步电路4采用电阻和电容的阻值和容值与同步电路1完全相同；数据总线中电阻R5与电阻R6采用阻值为120Ω的0603封装电阻。
3.根据权利要求1所述的模块化双向直流变换器的同步电路，其特征在于：同步电路1中芯片U11采用的型号为ISO1050；DSP#1采用的型号为TMS320F28075；芯片U1中包含第一缓冲器U1A和第二缓冲器U1B，芯片U1采用的型号为74LVC2G07；同步电路2，同步电路3和同步电路4采用的芯片型号与同步电路1完全相同。
4.根据权利要求1所述的模块化双向直流变换器的同步电路，其特征在于：所述同步电路1采用的ESD保护二极管D11型号为GSOT12C；同步电路2，同步电路3和同步电路4采用的ESD保护二极管型号与同步电路1采用的ESD保护二极管型号完全相同。
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|---|---|---|---|---|
| CN117081220A (zh) * | 2023-10-17 | 2023-11-17 | 上海百竹成航新能源有限责任公司 | 一种储能系统管理方法和储能系统 |
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| CN117081220A (zh) * | 2023-10-17 | 2023-11-17 | 上海百竹成航新能源有限责任公司 | 一种储能系统管理方法和储能系统 |
| CN117081220B (zh) * | 2023-10-17 | 2024-02-06 | 上海百竹成航新能源有限责任公司 | 一种储能系统管理方法和储能系统 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Assignee: Nanjing Huineng Weishi Photovoltaic Technology Co.,Ltd. Assignor: HOHAI University Contract record no.: X2022320000207 Denomination of utility model: Synchronous Circuit of Modular Bidirectional DC Converter Granted publication date: 20220517 License type: Common License Record date: 20221103 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |