JP7169467B2 - 双方向dc/dcコンバータ及びエネルギ貯蔵システム - Google Patents
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Description
本出願は、2021年02月03日に提出された中国特許出願第2021101462686(発明の名称:双方向DC/DCコンバータ及びエネルギ貯蔵システム)の優先権を主張し、そのすべての内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
前記第1ハーフブリッジ回路は、直列接続される2つのスイッチ回路を含み、直流バスに接続するための第1電源ポートに接続するためのものであり、
前記第2ハーフブリッジ回路は、直列接続される2つのスイッチ回路を含み、エネルギ貯蔵装置に接続するための第2電源ポートに接続するためのものであり、
前記インダクタンス回路は、一端が前記第1ハーフブリッジ回路における2つのスイッチ回路の接続箇所に接続され、他端が前記第2ハーフブリッジ回路における2つのスイッチ回路の接続箇所に接続され、前記第1ハーフブリッジ回路及び前記第2ハーフブリッジ回路は、前記インダクタンス回路によりHブリッジ回路を形成し、
前記インダクタンス電流検出回路は、前記インダクタンス回路を流れる電流値を採取し、
前記制御回路は、4つの前記スイッチ回路及び前記インダクタンス電流検出回路にそれぞれ接続され、前記双方向DC/DCコンバータの動作モードを確定し、前記動作モードに基づいて1つの前記ハーフブリッジ回路を目的ハーフブリッジ回路として確定し、前記目的ハーフブリッジ回路における1つのスイッチ回路を目的スイッチ回路、もう1つのスイッチ回路を還流スイッチ回路として確定し、
前記制御回路は、さらに前記目的スイッチ回路の周期的オン/オフを制御し、前記目的スイッチ回路がオンであるときに前記還流スイッチ回路をオフにし、
前記制御回路は、さらに前記目的スイッチ回路がオフであるときに前記還流スイッチ回路をオンにし、前記電流値が所定閾値以下であるときに、前記インダクタンス回路の貯蔵エネルギの放出が完了であることを確定し、前記還流スイッチ回路をオフにする、双方向DC/DCコンバータが提供される。
前記第1ハーフブリッジ回路は、直列接続される2つのスイッチ回路を含み、直流バスに接続するための第1電源ポートに接続するためのものであり、
前記第2ハーフブリッジ回路は、直列接続される2つのスイッチ回路を含み、エネルギ貯蔵装置に接続するための第2電源ポートに接続するためのものであり、各前記スイッチ回路はそれぞれ1つのスイッチ又は並列接続される複数のスイッチからなり、
前記インダクタンス回路は、一端が前記第1ハーフブリッジ回路における2つのスイッチ回路の接続箇所に接続され、他端が前記第2ハーフブリッジ回路における2つのスイッチ回路の接続箇所に接続され、前記第1ハーフブリッジ回路及び前記第2ハーフブリッジ回路は、前記インダクタンス回路によりHブリッジ回路を形成し、
前記インダクタンス電流検出回路は、前記インダクタンス回路を流れる電流値を採取するものであり、
前記制御回路は、4つの前記スイッチ回路及び前記インダクタンス電流検出回路にそれぞれ接続され、前記双方向DC/DCコンバータの動作モードを確定し、前記動作モードに基づいて1つのハーフブリッジ回路を目的ハーフブリッジ回路として確定し、前記目的ハーフブリッジ回路における1つのスイッチ回路を目的スイッチ回路、もう1つのスイッチ回路を還流スイッチ回路として確定し、
前記制御回路は、さらに、前記目的スイッチ回路の周期的オン/オフを制御し、前記目的スイッチ回路がオンであるときに前記還流スイッチ回路をオフにし、
前記制御回路は、さらに、前記目的スイッチ回路がオフであるときに前記還流スイッチ回路をオンにし、前記電流値が所定閾値以下であるときに前記インダクタンス回路の貯蔵エネルギの放出が完了したと確定し、前記還流スイッチ回路をオフにし、
前記制御回路は、さらに、スイッチ制御量に基づいて前記目的スイッチ回路のデューティ比を確定し、前記スイッチ制御量は、電流偏差制御量を含み、前記スイッチ制御量は、前記電流偏差制御量の変化によって変化し、前記電流偏差制御量は、前記動作モードでの電流設定値と前記電流値との差であり、
前記制御回路は、さらに、補償電流値に基づいて前記電流偏差制御量を補正し、制御精度を向上させ、
前記補償電流値は、前記電流設定値と前記第2電源ポートを流れる電流平均値との差である、双方向DC/DCコンバータが提供される。
前記エネルギ貯蔵装置は、前記双方向DC/DCコンバータの第2電源ポートに接続され、
前記双方向DC/DCコンバータは、第1ハーフブリッジ回路と、第2ハーフブリッジ回路と、インダクタンス回路と、インダクタンス電流検出回路と、制御回路とを含み、
前記第1ハーフブリッジ回路は、直列接続される2つのスイッチ回路を含み、直流バスに接続するための第1電源ポートに接続するためのものであり、
前記第2ハーフブリッジ回路は、直列接続される2つのスイッチ回路を含み、エネルギ貯蔵装置に接続するための第2電源ポートに接続するためのものであり、
前記インダクタンス回路は、一端が前記第1ハーフブリッジ回路における2つのスイッチ回路の接続箇所に接続され、他端が前記第2ハーフブリッジ回路における2つのスイッチ回路の接続箇所に接続され、前記第1ハーフブリッジ回路及び前記第2ハーフブリッジ回路は、前記インダクタンス回路によりHブリッジ回路を形成し、
前記インダクタンス電流検出回路は、前記インダクタンス回路を流れる電流値を採取するものであり、
前記制御回路は、4つの前記スイッチ回路及び前記インダクタンス電流検出回路にそれぞれ接続され、前記双方向DC/DCコンバータの動作モードを確定し、前記動作モードに基づいて1つのハーフブリッジ回路を目的ハーフブリッジ回路として確定し、前記目的ハーフブリッジ回路における1つのスイッチ回路を目的スイッチ回路、もう1つのスイッチ回路を還流スイッチ回路として確定し、
前記制御回路は、さらに、前記目的スイッチ回路の周期的オン/オフを制御し、前記目的スイッチ回路がオンであるときに前記還流スイッチ回路をオフにし、
前記制御回路は、さらに、前記目的スイッチ回路がオフであるときに前記還流スイッチ回路をオンにし、前記電流値が所定閾値以下であるときに前記インダクタンス回路の貯蔵エネルギの放出が完了したと確定し、前記還流スイッチ回路をオフにする、エネルギ貯蔵システムが提供される。
Claims (12)
- 第1ハーフブリッジ回路と、第2ハーフブリッジ回路と、インダクタンス回路と、インダクタンス電流検出回路と、制御回路と、を含む双方向DC/DCコンバータであって、
前記第1ハーフブリッジ回路は、直列接続される2つのスイッチ回路を含み、直流バスに接続するための第1電源ポートに接続するためのものであり、
前記第2ハーフブリッジ回路は、直列接続される2つのスイッチ回路を含み、エネルギ貯蔵装置に接続するための第2電源ポートに接続するためのものであり、
前記インダクタンス回路は、一端が前記第1ハーフブリッジ回路における2つのスイッチ回路の接続箇所に接続され、他端が前記第2ハーフブリッジ回路における2つのスイッチ回路の接続箇所に接続され、前記第1ハーフブリッジ回路及び前記第2ハーフブリッジ回路は、前記インダクタンス回路によりHブリッジ回路を形成し、
前記インダクタンス電流検出回路は、前記インダクタンス回路を流れる電流値を採取し、
前記制御回路は、4つの前記スイッチ回路及び前記インダクタンス電流検出回路にそれぞれ接続され、前記双方向DC/DCコンバータの動作モードを確定し、前記動作モードに基づいて1つの前記ハーフブリッジ回路を目的ハーフブリッジ回路として確定し、前記目的ハーフブリッジ回路における1つのスイッチ回路を目的スイッチ回路、もう1つのスイッチ回路を還流スイッチ回路として確定し、
前記制御回路は、さらに前記目的スイッチ回路の周期的オン/オフを制御し、前記目的スイッチ回路がオンであるときに前記還流スイッチ回路をオフにし、
前記制御回路は、さらに前記目的スイッチ回路がオフであるときに前記還流スイッチ回路をオンにし、前記電流値が所定閾値以下であるときに、前記インダクタンス回路の貯蔵エネルギの放出が完了であることを確定し、前記還流スイッチ回路をオフにし、
前記制御回路は、さらに、スイッチ制御量に基づいて前記目的スイッチ回路のデューティ比を確定し、
前記スイッチ制御量は、電流偏差制御量を含み、
前記電流偏差制御量は、前記動作モードでの電流設定値と前記電流値との差であり、
前記制御回路は、さらに、補償電流値に基づいて前記電流偏差制御量を補正し、
前記補償電流値は、前記電流設定値と前記第2電源ポートを流れる電流平均値との差である、双方向DC/DCコンバータ。 - 前記インダクタンス電流検出回路は、抵抗回路及びサンプリング回路を含み、
前記抵抗回路は、前記Hブリッジ回路に設けられ、前記サンプリング回路は、前記抵抗回路及び前記制御回路に接続され、前記制御回路は、前記サンプリング回路により前記抵抗回路を流れる電流値を取得して前記インダクタンス回路を流れる電流値を確定する、請求項1に記載の双方向DC/DCコンバータ。 - 前記サンプリング回路は、第1差動回路及び第2差動回路を含み、
前記第1差動回路の正入力端子は、前記抵抗回路の第1端に接続され、前記第1差動回路の負入力端子は、前記抵抗回路の第2端に接続され、前記第1差動回路の信号出力端子は、前記制御回路に接続され、
前記第2差動回路の正入力端子は、前記抵抗回路の第2端に接続され、前記第2差動回路の負入力端子は、前記抵抗回路の第1端に接続され、前記第2差動回路の信号出力端子は、前記制御回路に接続され、
前記抵抗回路を流れる電流の方向が第1端から第2端への方向である場合、前記制御回路は、前記第1差動回路により前記インダクタンス回路を流れる電流値を確定し、
前記抵抗回路を流れる電流の方向が第2端から第1端への方向である場合、前記制御回路は、前記第2差動回路により前記インダクタンス回路を流れる電流値を確定し、請求項2に記載の双方向DC/DCコンバータ。 - 前記制御回路は、前記双方向DC/DCコンバータの動作モードを確定するものであり、具体的には、
動作指令を取得し、前記動作指令及び前記第1電源ポートの電圧値と前記第2電源ポートの電圧値との大きさの関係に基づいて前記動作モードを確定し、
前記動作モードは、昇圧充電、昇圧放電、降圧充電及び降圧放電を含む、請求項1に記載の双方向DC/DCコンバータ。 - 前記第1ハーフブリッジ回路は、直列接続される第1スイッチ回路と第2スイッチ回路を含み、
前記第2ハーフブリッジ回路は、直列接続される第3スイッチ回路と第4スイッチ回路を含み、
前記第1スイッチ回路は、前記第1ハーフブリッジ回路の上アームであり、
前記第3スイッチ回路は、前記第2ハーフブリッジ回路の上アームであり、
前記第2スイッチ回路は、前記第1ハーフブリッジ回路の下アームであり、
前記第4スイッチ回路は、前記第2ハーフブリッジ回路の下アームであり、
前記制御回路は、前記動作モードに基づいて1つのハーフブリッジ回路を目的ハーフブリッジ回路として確定し、前記目的ハーフブリッジ回路における1つのスイッチ回路を目的スイッチ回路、もう1つのスイッチ回路を還流スイッチ回路として確定し、具体的には、
前記動作モードが降圧充電である場合、前記第1ハーフブリッジ回路を前記目的ハーフブリッジ回路として確定し、前記第1スイッチ回路を前記目的スイッチ回路、前記第2スイッチ回路を還流スイッチ回路として確定し、
前記動作モードが昇圧充電である場合、前記第2ハーフブリッジ回路を前記目的ハーフブリッジ回路として確定し、前記第4スイッチ回路を前記目的スイッチ回路、前記第3スイッチ回路を還流スイッチ回路として確定し、
前記動作モードが昇圧放電である場合、前記第1ハーフブリッジ回路を前記目的ハーフブリッジ回路として確定し、前記第2スイッチ回路を前記目的スイッチ回路、前記第1スイッチ回路を還流スイッチ回路として確定し、
前記動作モードが降圧放電である場合、前記第2ハーフブリッジ回路を前記目的ハーフブリッジ回路として確定し、前記第3スイッチ回路を前記目的スイッチ回路、前記第4スイッチ回路を還流スイッチ回路として確定する、請求項4に記載の双方向DC/DCコンバータ。 - 前記第1ハーフブリッジ回路は、前記第1スイッチ回路に並列接続される第1バイパススイッチ回路をさらに含み、
前記第2ハーフブリッジ回路は、前記第3スイッチ回路に並列接続される第2バイパススイッチ回路をさらに含み、
前記第1バイパススイッチ回路の内部抵抗値が前記第1スイッチ回路の内部抵抗値よりも低く、
前記第2バイパススイッチ回路の内部抵抗値が前記第3スイッチ回路の内部抵抗値よりも低く、
前記制御回路は、さらに、前記第1ハーフブリッジ回路が前記目的ハーフブリッジ回路である場合、前記第1バイパススイッチ回路をオフにし、前記第2バイパススイッチ回路をオンにし、前記第2ハーフブリッジ回路が前記目的ハーフブリッジ回路である場合、前記第1バイパススイッチ回路をオンにし、前記第2バイパススイッチ回路をオフにする、請求項5に記載の双方向DC/DCコンバータ。 - 前記第1バイパススイッチ回路及び前記第2バイパススイッチ回路は、いずれも継電器を含む、請求項6に記載の双方向DC/DCコンバータ。
- 前記スイッチ回路は、並列接続される複数のスイッチを含み、
前記制御回路は、さらに充電電力又は放電電力に基づいてオンにするスイッチの数を確定する、請求項1に記載の双方向DC/DCコンバータ。 - 前記スイッチ回路は、MOSトランジスタである請求項8に記載の双方向DC/DCコンバータ。
- 前記制御回路は、PWM制御信号により前記目的スイッチ回路の周期的オン/オフを制御する、請求項8に記載の双方向DC/DCコンバータ。
- 第1ハーフブリッジ回路と、第2ハーフブリッジ回路と、インダクタンス回路と、インダクタンス電流検出回路と、制御回路とを含む双方向DC/DCコンバータであって、
前記第1ハーフブリッジ回路は、直列接続される2つのスイッチ回路を含み、直流バスに接続するための第1電源ポートに接続するためのものであり、
前記第2ハーフブリッジ回路は、直列接続される2つのスイッチ回路を含み、エネルギ貯蔵装置に接続するための第2電源ポートに接続するためのものであり、各前記スイッチ回路はそれぞれ並列接続される複数のスイッチからなり、
前記インダクタンス回路は、一端が前記第1ハーフブリッジ回路における2つのスイッチ回路の接続箇所に接続され、他端が前記第2ハーフブリッジ回路における2つのスイッチ回路の接続箇所に接続され、前記第1ハーフブリッジ回路及び前記第2ハーフブリッジ回路は、前記インダクタンス回路によりHブリッジ回路を形成し、
前記インダクタンス電流検出回路は、前記インダクタンス回路を流れる電流値を採取するものであり、
前記制御回路は、4つの前記スイッチ回路及び前記インダクタンス電流検出回路にそれぞれ接続され、前記双方向DC/DCコンバータの動作モードを確定し、前記動作モードに基づいて1つのハーフブリッジ回路を目的ハーフブリッジ回路として確定し、前記目的ハーフブリッジ回路における1つのスイッチ回路を目的スイッチ回路、もう1つのスイッチ回路を還流スイッチ回路として確定し、
前記制御回路は、さらに、前記目的スイッチ回路の周期的オン/オフを制御し、前記目的スイッチ回路がオンであるときに前記還流スイッチ回路をオフにし、
前記制御回路は、さらに、前記目的スイッチ回路がオフであるときに前記還流スイッチ回路をオンにし、前記電流値が所定閾値以下であるときに前記インダクタンス回路の貯蔵エネルギの放出が完了したと確定し、前記還流スイッチ回路をオフにし、
前記制御回路は、さらに、スイッチ制御量に基づいて前記目的スイッチ回路のデューティ比を確定し、前記スイッチ制御量は、電流偏差制御量を含み、前記スイッチ制御量は、前記電流偏差制御量の変化によって変化し、前記電流偏差制御量は、前記動作モードでの電流設定値と前記電流値との差であり、
前記制御回路は、さらに、補償電流値に基づいて前記電流偏差制御量を補正し、制御精度を向上させ、
前記補償電流値は、前記電流設定値と前記第2電源ポートを流れる電流平均値との差である、双方向DC/DCコンバータ。 - 双方向DC/DCコンバータ及びエネルギ貯蔵装置を含むエネルギ貯蔵システムであって、
前記エネルギ貯蔵装置は、前記双方向DC/DCコンバータの第2電源ポートに接続され、
前記双方向DC/DCコンバータは、第1ハーフブリッジ回路と、第2ハーフブリッジ回路と、インダクタンス回路と、インダクタンス電流検出回路と、制御回路とを含み、
前記第1ハーフブリッジ回路は、直列接続される2つのスイッチ回路を含み、直流バスに接続するための第1電源ポートに接続するためのものであり、
前記第2ハーフブリッジ回路は、直列接続される2つのスイッチ回路を含み、エネルギ貯蔵装置に接続するための第2電源ポートに接続するためのものであり、
前記インダクタンス回路は、一端が前記第1ハーフブリッジ回路における2つのスイッチ回路の接続箇所に接続され、他端が前記第2ハーフブリッジ回路における2つのスイッチ回路の接続箇所に接続され、前記第1ハーフブリッジ回路及び前記第2ハーフブリッジ回路は、前記インダクタンス回路によりHブリッジ回路を形成し、
前記インダクタンス電流検出回路は、前記インダクタンス回路を流れる電流値を採取するものであり、
前記制御回路は、4つの前記スイッチ回路及び前記インダクタンス電流検出回路にそれぞれ接続され、前記双方向DC/DCコンバータの動作モードを確定し、前記動作モードに基づいて1つのハーフブリッジ回路を目的ハーフブリッジ回路として確定し、前記目的ハーフブリッジ回路における1つのスイッチ回路を目的スイッチ回路、もう1つのスイッチ回路を還流スイッチ回路として確定し、
前記制御回路は、さらに、前記目的スイッチ回路の周期的オン/オフを制御し、前記目的スイッチ回路がオンであるときに前記還流スイッチ回路をオフにし、
前記制御回路は、さらに、前記目的スイッチ回路がオフであるときに前記還流スイッチ回路をオンにし、前記電流値が所定閾値以下であるときに前記インダクタンス回路の貯蔵エネルギの放出が完了したと確定し、前記還流スイッチ回路をオフにし、
前記制御回路は、さらに、スイッチ制御量に基づいて前記目的スイッチ回路のデューティ比を確定し、
前記スイッチ制御量は、電流偏差制御量を含み、
前記電流偏差制御量は、前記動作モードでの電流設定値と前記電流値との差であり、
前記制御回路は、さらに、補償電流値に基づいて前記電流偏差制御量を補正し、
前記補償電流値は、前記電流設定値と前記第2電源ポートを流れる電流平均値との差である、エネルギ貯蔵システム。
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