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CN208890652U - 一种基于双有源桥dcdc变换器的新能源接口系统 - Google Patents

一种基于双有源桥dcdc变换器的新能源接口系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种基于双有源桥DCDC变换器的新能源接口系统，包括高频变压器的一侧连接第一H桥型变换器，且第一H桥型变换器通过PWM整流器连接公用电网，第一H桥型变换器和高频变压器之间还连接有漏电感；高频变压器的另一侧与多个第二H桥型变换器连接成回路，多个第二H桥型变换器依次连接，且每个第二H桥型变换器分别连接一个直流充放端口；公用电网和PWM整流器之间还连接有交流充电端口。可多端口输出为新能源汽车供电，也可用做多台光伏发电并入公用电网，具有较好的实用性。且仅通过一个高频变压器同时提供了直流充放端口和交流充电端口，在增加实用性的同时实现了体积最小化和最优化。

Description

一种基于双有源桥DCDC变换器的新能源接口系统
技术领域
本实用新型涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种基于双有源桥DCDC 变换器的新能源接口系统。
背景技术
目前双有源桥DC/DC变换器(简称DAB)的控制方式包含单移相控制 (SPS)、单侧双移相控制(EPS)、双侧双移相控制(DPS)和三重移相控制(TPS) 等。然而以上几种方式只关注于单个DAB运行，在多端口要求场合下(例如多台新能源汽车同时充电、多台光伏发电/风力发电并入公用电网)多个DAB 分别单独运用以上方式无法实现传输效率、设备运行体积最优化。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述技术问题提供一种基于双有源桥DCDC变换器的新能源接口系统。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于双有源桥DCDC 变换器的新能源接口系统，包括高频变压器、PWM整流器、第一H桥型变换器以及多个第二H桥型变换器；所述高频变压器的一侧连接所述第一H桥型变换器，且所述第一H桥型变换器通过所述PWM整流器连接公用电网，所述第一H桥型变换器和所述高频变压器之间还连接有漏电感；所述高频变压器的另一侧与多个所述第二H桥型变换器连接成回路，多个所述第二H桥型变换器依次连接，且每个所述第二H桥型变换器分别连接一个直流充放端口；所述公用电网和所述PWM整流器之间还连接有交流充电端口。
本实用新型的有益效果是：通过将多个交流充放端口以级联的方式连接 DAB，解决了DAB回流功率大的问题，因为级联的形式使加在DAB中漏感的电压更趋近于正弦波，也使功率传输过程中功率因数得到提升。并且通过设置多个端口，可为多个新能源汽车供电，也可将多台光伏发电/风力发电设备并入公用电网，具有较好的实用性。而且仅通过一个高频变压器同时提供直流充放端口和交流充电端口，在增加实用性的同时实现了体积最小化和最优化。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述PWM整流器为三相电压型PWM整流器。
采用上述进一步方案的有益效果是,通过采用三相电压型PWM整流器，可实现能量的双向流动，且性能稳定，可有效维持直流母线电压的恒定。
进一步，所述第二H桥型变换器与所述直流充放端口之间还连接有稳压电容。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过在第二H桥型变换器与所述直流充放端口之间连接有稳压电容，可以起到稳定端口直流电压的作用。
进一步，所述第一H桥型变换器和所述第二H桥型变换器均为H桥型 DC/DC变换器。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过使用H桥型DC/DC变换器能够达到减小电流纹波、电流谐波含量和接口系统体积的目的。
进一步，所述H桥型DC/DC变换器包括4个IGBT，4个所述IGBT连接成桥型，且每个所述IGBT分别并联一个二极管。
采用上述进一步方案的有益效果是，每一个H桥型DC/DC变换器由4个 IGBT与反并联二极管构成，不仅结构简单而且使用方便。
附图说明
图1为本实用新型实施例的基于双有源桥DCDC变换器拓扑的新能源接口系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例的双有源桥DC/DC变换器的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、第一H桥型变换器，2、第二H桥型变换器，21、IGBT，22、二极管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型实施例提供的一种基于双有源桥DCDC变换器的新能源接口系统，包括高频变压器、PWM整流器、第一H桥型变换器1以及多个第二H桥型变换器2；所述高频变压器的一侧连接所述第一H桥型变换器1，且所述第一H桥型变换器1通过所述PWM整流器连接公用电网，所述第一H桥型变换器1和所述高频变压器之间还连接有漏电感；所述高频变压器的另一侧与多个所述第二H桥型变换器2连接成回路，多个所述第二H 桥型变换器2依次连接，且每个所述第二H桥型变换器2分别连接一个直流充放端口；所述公用电网和所述PWM整流器之间还连接有交流充电端口。
可选地，所述PWM整流器为三相电压型PWM整流器。通过采用三相电压型PWM整流器，可实现能量的双向流动，且性能稳定，可有效维持直流母线电压的恒定。
可选地，所述第二H桥型变换器2与所述直流充放端口之间还连接有稳压电容。通过在第二H桥型变换器2与所述直流充放端口之间连接有稳压电容，可以起到稳定端口直流电压的作用。
可选地，所述第一H桥型变换器1和所述第二H桥型变换器2均为H桥型DC/DC变换器。通过使用H桥型DC/DC变换器能够达到减小电流纹波、电流谐波含量和接口系统体积的目的。
可选地，所述H桥型DC/DC变换器包括4个IGBT21，4个所述IGBT21 连接成桥型，且每个所述IGBT21分别并联一个二极管22。
在实际应用场景中，可将整个接口系统分为两级，一级为主要由PWM整流器构成的PWM整流级，负责将公用电网的三相工频信号经电阻、电感滤波处理及整流器整流变成直流电，另一级为主要由高频变压器、第一H桥型变换器1以及多个第二H桥型变换器2构成的DC/DC变换级，负责将由三相PWM 整流器的得到的直流电经过逆变-传递-再整流的过程得到新能源汽车或光伏板所需的电压等级的直流电。其中，三相交流电可作为新能源汽车慢充的输入端口，即交流充电端口，副侧多个输出直流端，即直流充放端口作为新能源汽车快充的输入端口。
其中，DC/DC变换级是基于现有的双有源桥DC/DC变换器设计，具体的双有源桥DC/DC变换器结如图2所示，在本实施例中将双有源桥DC/DC变换器中一侧的H桥型变换器设置为多个，且多个H桥型变换器相互级联，以连接出多个充放端口，实现多端口多设备同时运行，例如可用于多台新能源汽车同时充放电，再例如可用于将多台光伏发电/风力发电设备并入公用电网。
在工作时，首先公用电网的三相交流电一方面可为新能源汽车的慢充提供交流电端口。另一方面，三相交流电经PWM整流器的整流级整流为直流电；再经DC/DC变换级中第一H桥变换器转换为高频方波信号，高频方波信号通过高频变压器向副侧传递，再经高频变压器副侧的多个第二H桥变换器整流为新能源汽车所需等级的直流电。
其中，高频变压器副侧的多个H桥变换器为级联状态，每个H桥变换器对应的直流输出端口为新能源汽车的充电输入端。
需要说明的是，多个H桥变换器为级联状态时，如图1所示：一个H桥变换器的输出端连接另一个H桥变换器的输入端，依次传递下去，最终多个H桥变换器与高频变压器的副侧形成一个回路。
需要说明的是，当光伏板输出的直流电经多端口输入，经DC/DC变换级可并入直流电网或者在经过逆变环节并入交流电网。
综上所述,该实施例的一种基于双有源桥DCDC变换器的新能源接口系统，具有以下优势：
1.基于双有源桥DC/DC变换器的基本结构，将多个H桥变换器在高频变压器一侧进行级联组成全新拓扑，而每一H桥变换器对应的直流端即为新能源汽车或光伏的端口，可实现多端口的充电和可再生能源的并网，具有较好的实用性。
2.由于采用在一个高频变压器一侧的级联模式，并且同时提供了新能源汽车的快充与慢充端口，实现了结构的体积最小、最优化。
3.解决了DAB回流功率大的问题，因为级联的形式使加在DAB中漏感的电压更趋近于正弦波，也使功率传输过程中功率因数提升。其中，DAB为双有源桥DC/DC变换器的简称。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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 (5)

1.一种基于双有源桥DCDC变换器的新能源接口系统，其特征在于，包括高频变压器、PWM整流器、第一H桥型变换器(1)以及多个第二H桥型变换器(2)；
所述高频变压器的一侧连接所述第一H桥型变换器(1)，且所述第一H桥型变换器(1)通过所述PWM整流器连接公用电网，所述第一H桥型变换器(1)和所述高频变压器之间还连接有漏电感；
所述高频变压器的另一侧与多个所述第二H桥型变换器(2)连接成回路，多个所述第二H桥型变换器(2)依次连接，且每个所述第二H桥型变换器(2)分别连接一个直流充放端口；
所述公用电网和所述PWM整流器之间还连接有交流充电端口。
2.根据权利要求1所述的基于双有源桥DCDC变换器的新能源接口系统，其特征在于，所述PWM整流器为三相电压型PWM整流器。
3.根据权利要求1或2所述的基于双有源桥DCDC变换器的新能源接口系统，其特征在于，所述第二H桥型变换器(2)与所述直流充放端口之间还连接有稳压电容。
4.根据权利要求1或2所述的基于双有源桥DCDC变换器的新能源接口系统，其特征在于，所述第一H桥型变换器(1)和所述第二H桥型变换器(2)均为H桥型DC/DC变换器。
5.根据权利要求4所述的基于双有源桥DCDC变换器的新能源接口系统，其特征在于，所述H桥型DC/DC变换器包括4个IGBT(21)，4个所述IGBT(21)连接成桥型，且每个所述IGBT(21)分别并联一个二极管(22)。
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