隔離型dc/dc控制器及雙向變換器控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及雙向變換器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種隔離型DC/DC控制器以及包括有該隔離型DC/DC控制器的雙向變換器控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]雙向變換器主要由控制電路和主功率電路組成?？刂齐娐泛椭鞴β孰娐返碾妷旱燃?jí)差別很大，為了防止強(qiáng)電信號(hào)干擾弱電信號(hào)、保證兩者之間良好的電氣隔離、保證信號(hào)的傳輸精度，控制電路和主功率電路之間采用隔離或非隔離的傳輸方式。其中，非隔離傳輸方式雖然傳輸精度較高，但不能保證強(qiáng)弱電的電氣安全。
[0003]現(xiàn)有的隔離傳輸方式主要是光耦隔離和變壓器隔離。光耦隔離不適合遠(yuǎn)距離傳輸，變壓器隔離又會(huì)引起電磁干擾問題；光耦隔離和變壓器隔離這兩種傳輸方式都會(huì)影響信號(hào)的傳輸速度和精度(尤其是模擬信號(hào)的傳輸)，電氣隔離效果差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提出一種隔離效果好、傳輸速度快、傳輸精度高的隔離型DC/DC控制器。
[0005]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提出一種光伏能源利用率更高的雙向變換器控制系統(tǒng)。
[0006]為達(dá)此目的，一方面，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種隔離型DC/DC控制器，所述控制器包括主控電路、與所述主控電路通過光纖進(jìn)行通訊的交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)?、用于將所述交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)浞答伒碾娏骱碗妷耗M信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路、以及用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)的頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路；所述電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路和所述頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路之間通過光纖進(jìn)行通訊；所述頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路將所得到的電流和電壓模擬信號(hào)發(fā)送至所述主控電路。
[0008]特別是，在所述主控電路和所述交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)渲g至少設(shè)置有信號(hào)調(diào)理電路、光纖發(fā)送端和光纖接收端。
[0009]特別是，在所述交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)涞那岸嗽O(shè)置有驅(qū)動(dòng)電路；所述光纖接收端接收到光信號(hào)后將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，所述光纖接收端將所述數(shù)字信號(hào)發(fā)送至所述驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路將所述數(shù)字信號(hào)發(fā)送至所述交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)洹?br>[0010]特別是，所述交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)渲辽侔ㄋ膫€(gè)絕緣柵雙極型晶體管。
[0011]另一方面，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0012]一種雙向變換器控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)中包括上述的隔離型DC/DC控制器。
[0013]特別是，所述控制系統(tǒng)包括電網(wǎng)、用電裝置、光伏電源和蓄電池，所述蓄電池通過所述隔離型DC/DC控制器分別連通至所述電網(wǎng)、所述用電裝置和所述光伏電源。
[0014]本實(shí)用新型隔離型DC/DC控制器的主控電路和交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)渲g通過光纖進(jìn)行通訊，采用交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC主拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)了對太陽能的存儲(chǔ)和使用；光纖傳輸具有隔離效果好、傳輸速度快、傳輸精度高等優(yōu)點(diǎn)，能保證控制器系統(tǒng)中強(qiáng)弱電的電氣隔離。
[0015]本實(shí)用新型雙向變換器控制系統(tǒng)中包括上述的隔離型DC/DC控制器，對光伏能源的利用率更高。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的隔離型DC/DC控制器的器件連接關(guān)系示意圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的雙向變換器控制系統(tǒng)的器件連接關(guān)系示意圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的主控電路通過光纖向交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)浒l(fā)送PWM信號(hào)的流程圖；
[0019]圖4是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)湎蛑骺仉娐贩祷豂GBT短路保護(hù)Fo信號(hào)的流程圖；
[0020]圖5是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)湎蛑骺仉娐贩祷仉妷翰蓸有盘?hào)的的流程圖；
[0021]圖6是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例提供的交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)湎蛑骺仉娐贩祷仉娏鞑蓸有盘?hào)的的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0023]優(yōu)選實(shí)施例:
[0024]本實(shí)施例公開一種隔離型DC/DC控制器。如圖1所示，該控制器包括主控電路、與主控電路通過光纖進(jìn)行通訊的交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)洹⒂糜趯⒔诲e(cuò)并聯(lián)主拓?fù)浞答伒碾娏骱碗妷耗M信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路、以及用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)的頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路。電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路和頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路之間通過光纖進(jìn)行通訊；頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路將所得到的電流和電壓模擬信號(hào)發(fā)送至主控電路。
[0025]該隔離型DC/DC控制器輸出電流紋波小，占空比為50%時(shí)電流紋波為零；電流容量大，功率密度高，電壓和電流的輸出精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。該隔離型DC/DC控制器實(shí)現(xiàn)了能量的雙向流動(dòng)、實(shí)時(shí)切換，提高了光伏的利用率；能實(shí)現(xiàn)完全的電氣隔離，穩(wěn)定性、可靠性、安全性都很高。
[0026]為了實(shí)現(xiàn)光纖傳輸、以及模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換和傳輸，在主控電路和交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)渲g至少設(shè)置有信號(hào)調(diào)理電路、光纖發(fā)送端和光纖接收端。
[0027]在交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)涞那岸嗽O(shè)置有驅(qū)動(dòng)電路；光纖接收端接收到光信號(hào)后將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，光纖接收端將數(shù)字信號(hào)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路將數(shù)字信號(hào)發(fā)送至交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)?。交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)渲辽侔ㄋ膫€(gè)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT，Insulated GateBipolar Transistor)ο
[0028]雙向變換器控制系統(tǒng)中包括上述隔離型DC/DC控制器。如圖2所示，控制系統(tǒng)包括電網(wǎng)、用電裝置、光伏電源和蓄電池，蓄電池通過隔離型DC/DC控制器分別連通至電網(wǎng)、用電裝置和光伏電源。在該控制系統(tǒng)中既可以通過光伏電源向蓄電池充電、也可以通過電網(wǎng)向蓄電池充電；同時(shí)，當(dāng)電網(wǎng)和/或光伏電源的電壓不足時(shí)可以通過蓄電池向用電設(shè)備提供電能。
[0029]基于上述隔離型DC/DC控制器的控制方法是主控電路通過光纖向交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)浒l(fā)送四路PWM信號(hào)；交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)湎蛑骺仉娐贩祷厮穆稦o信號(hào)(即IGBT短路故障返回信號(hào))、兩路電壓采樣信號(hào)和兩路電流采樣信號(hào)；其中，PWM信號(hào)(脈沖寬度調(diào)制信號(hào))和Fo信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，電壓采樣信號(hào)和電流采樣信號(hào)為模擬信號(hào)。
[0030]如圖3所示，主控電路通過光纖向交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)浒l(fā)送PWM信號(hào)的步驟為:主控電路發(fā)出的PWM信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路放大后進(jìn)入光纖發(fā)送端，數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)后傳輸至光纖接收端，光纖接收端將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并經(jīng)過驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送至交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)洹?br>[0031]如圖4所示，交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)湎蛑骺仉娐贩祷谾o信號(hào)的步驟為:Fo信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路放大后進(jìn)入光纖發(fā)送端，數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)后輸送至光纖接收端，光纖接收端將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路發(fā)送至主控電路。
[0032]電流采樣信號(hào)和電壓采樣信號(hào)都是模擬信號(hào)，不能夠使用光纖直接傳輸。需要將這兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后再由光纖傳輸?shù)饺蹼妭?cè)，再然后通過頻率/電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，輸入到主控電路。
[0033]具體的，如圖5所示，交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)湎蛑骺仉娐贩祷仉妷翰蓸有盘?hào)的步驟為:在交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)涞闹麟娐飞系玫讲蓸与妷篤f，采樣電壓Vf經(jīng)過濾波處理后輸入到電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路中，轉(zhuǎn)換得到頻率為F的數(shù)字信號(hào)D1;數(shù)字信號(hào)D 1在光纖發(fā)送端轉(zhuǎn)換為光信號(hào)、并通過光纖發(fā)送至光纖接收端；光纖接收端將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為與光纖發(fā)送端同頻率的數(shù)字信號(hào)隊(duì)，數(shù)字信號(hào)隊(duì)進(jìn)入頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路后得到電壓信號(hào)V/，電壓信號(hào)Vf'經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路和濾波電路處理后輸入主控電路中。
[0034]電流采樣信號(hào)的傳輸與所述電壓采樣信號(hào)的傳輸步驟相同，如圖6所示。
[0035]注意，上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解，本實(shí)用新型不限于這里所述的特定實(shí)施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會(huì)脫離本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本實(shí)用新型不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本實(shí)用新型的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種隔離型DC/DC控制器，其特征在于，所述控制器包括主控電路、與所述主控電路通過光纖進(jìn)行通訊的交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)?、用于將所述交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)浞答伒碾娏骱碗妷耗M信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路、以及用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)的頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路；所述電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路和所述頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路之間通過光纖進(jìn)行通訊；所述頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路將所得到的電流和電壓模擬信號(hào)發(fā)送至所述主控電路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離型DC/DC控制器，其特征在于，在所述主控電路和所述交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)渲g至少設(shè)置有信號(hào)調(diào)理電路、光纖發(fā)送端和光纖接收端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離型DC/DC控制器，其特征在于，在所述交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)涞那岸嗽O(shè)置有驅(qū)動(dòng)電路；所述光纖接收端接收到光信號(hào)后將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，所述光纖接收端將所述數(shù)字信號(hào)發(fā)送至所述驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路將所述數(shù)字信號(hào)發(fā)送至所述交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)洹?.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的隔離型DC/DC控制器，其特征在于，所述交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)渲辽侔ㄋ膫€(gè)絕緣柵雙極型晶體管。5.一種雙向變換器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)中包括如權(quán)利要求1至4任一所述的隔離型DC/DC控制器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙向變換器控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括電網(wǎng)、用電裝置、光伏電源和蓄電池，所述蓄電池通過所述隔離型DC/DC控制器分別連通至所述電網(wǎng)、所述用電裝置和所述光伏電源。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種隔離型DC/DC控制器及雙向變換器控制系統(tǒng)，屬于雙向變換器技術(shù)領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有裝置信號(hào)傳輸速度和精度差等問題而設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型隔離型DC/DC控制器包括主控電路、交錯(cuò)并聯(lián)主拓?fù)?、電?頻率轉(zhuǎn)換電路、以及頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路；電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路和頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路之間通過光纖進(jìn)行通訊；頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路將所得到的電流和電壓模擬信號(hào)發(fā)送至主控電路。本實(shí)用新型隔離型DC/DC控制器采用交錯(cuò)并聯(lián)雙向DC/DC主拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)了對太陽能的存儲(chǔ)和使用，隔離效果好、傳輸速度快、傳輸精度高，能保證控制器系統(tǒng)中強(qiáng)弱電的電氣隔離。
【IPC分類】H02M1/092
【公開號(hào)】CN205070773
【申請?zhí)枴緾N201520803955
【發(fā)明人】陳勇, 蔣世用, 劉克勤, 張雪芬
【申請人】珠海格力電器股份有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月15日