專利名稱：一種光伏發(fā)電直流儲能dc/dc雙向變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光伏發(fā)電儲能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種光伏發(fā)電直流儲能DC/DC雙向變換器。
背景技術(shù)：
在太陽能獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)中，由于太 陽能電池自身不能儲存能量，因此需要輔助的蓄電池或超級電容器等直流儲能單元通過雙向DC/DC變換器雙向傳輸能量。在這種場合下，變換器一端接電壓較低的蓄電池或超級電容器，而另一端接電壓較高的直流母線，對變換器有ー些要求變換器要具有較大的電流或電壓比；要求低壓側(cè)儲能単元具有較小的輸出電流紋波；必須對電源進(jìn)行能量管理。傳統(tǒng)的雙向變換器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、功耗高、轉(zhuǎn)換效率和功率密度較低、動態(tài)性能不理想、控制電路易受干擾信號的影響且控制精度較低，控制方法復(fù)雜。因此，需要對電路拓?fù)浼翱刂品绞竭M(jìn)行改迸。
發(fā)明內(nèi)容針對上述背景技術(shù)中提到的傳統(tǒng)的雙向變換器存在結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、功耗高、轉(zhuǎn)換效率和功率密度較低等不足，本實(shí)用新型提出了ー種光伏發(fā)電直流儲能DC/DC雙向變換器。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，ー種光伏發(fā)電直流儲能DC/DC雙向變換器，其特征是該變換器包括控制電路、驅(qū)動電路、采集電路、第一組合式半橋電路、第二組合式半橋電路和隔離變壓器；所述控制電路分別與驅(qū)動電路和采集電路連接；驅(qū)動電路分別與第一組合式半橋電路和第二組合式半橋電路連接；采集電路分別與第一組合式半橋電路和第二組合式半橋電路連接；隔離變壓器分別與第一組合式半橋電路和第二組合式半橋電路連接。所述控制電路由TMS320F2812和FPGA組成。所述驅(qū)動電路為由計(jì)數(shù)器和譯碼器組成的數(shù)字相移電路。所述第一組合式半橋電路為Boost電路和電壓型半橋組合成的組合式半橋電路。所述第二組合式半橋電路為Boost電路和電壓型半橋組合成的組合式半橋電路。本實(shí)用新型的有益效果為由于此變換器采用隔離型的組合式電壓拓?fù)?，機(jī)構(gòu)簡單，功耗低，很好地滿足了光伏發(fā)電系統(tǒng)儲能并網(wǎng)的要求。由于控制電路采用DSP作為處理器，同時采用FPGA作為其接口元件，可有效提高DSP的處理速度，并且使用FPGA可有效改善接ロ的讀寫效率，防止干擾信號影響DSP的精度。

圖I是所述變換器的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是所述變換器的電路拓?fù)?；[0014]圖3是相移電路的原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本實(shí)用新型的范圍及其應(yīng)用。如圖I所示為變換器各模塊的結(jié)構(gòu)圖，包括第一組合式半橋電路、第二組合式半橋電路、隔離變壓器、驅(qū)動電路、采集電路和控制電路。儲能單元連接第一組合式半橋電路 ，第二組合式半橋電路與直流總線連接，第一組合式半橋電路和第二組合式半橋電路之間通過隔離變壓器連接?？刂齐娐废蝌?qū)動電路發(fā)送指令控制第一組合式半橋電路和第二組合式半橋電路的工作，采樣電路采集第一組合式半橋電路和第二組合式半橋電路的工作狀態(tài)參數(shù)返回給控制電路?？刂齐娐酚蒚MS320F2812和FPGA組成。FPGA作為TMS320F2812與外圍電路的接ロ，可有效降低干擾和不穩(wěn)定信號的影響。TMS320F2812是TI公司生產(chǎn)的16位DSP芯片，其運(yùn)算能力較強(qiáng)。如圖2所示為變換器的電路拓?fù)鋱D。其中Tr為隔離變壓器，LI和Lf為電感，C0-C4為電容，S1-S4為IGBT。組合式半橋?yàn)锽oost電路和電壓型半橋組合成的組合式半橋電路，其為Boost電路的改進(jìn)形式。圖中電感LI和IGBT S2構(gòu)成Boost電路，IGBT SI和S2構(gòu)成電壓型半橋電路，兩種電路組合即為組合式半橋電路。同樣的IGBT S3和S4也構(gòu)成了電壓型半橋電路。變換器整體拓?fù)錇榻M合-電壓型，屬于Buck-Boost型電路，相當(dāng)于Boost變換器與電壓-電壓型半橋級聯(lián)集成。變換器正向升壓工作時為Boost型變換器，反向降壓工作時為Buck型變換器。該變換器具有電流源型的性質(zhì)，低壓側(cè)電流紋波較小、升降壓特性好，不存在啟動和換流時的電壓尖鋒問題。如圖3所示為相移電路的原理圖。驅(qū)動電路采用由計(jì)數(shù)器和譯碼器組成的數(shù)字相移電路，并通過光耦與驅(qū)動對象隔離。當(dāng)計(jì)數(shù)器芯片的茂^、Z^5、enp、ent四個管腳同時為邏輯I吋，工作在計(jì)數(shù)器狀態(tài)；當(dāng)茂^為邏輯1，—為邏輯0，并且CLK時鐘信號的上升沿到來時，計(jì)數(shù)器工作在前狀態(tài)同步并行狀態(tài)。通過計(jì)數(shù)器和譯碼器的組合實(shí)現(xiàn)了不同IGBT的相移控制。在變壓器兩邊的兩個單元各產(chǎn)生兩個頻率相同占空比為O. 5的對稱方波電壓源，通過控制兩個方波電壓源之間的相位來控制漏感電流從而控制傳輸功率的大小和方向。漏感是能量傳輸?shù)闹匾?，如果左?cè)方波電源的相位超前于右側(cè)方波電壓源，則能量從左側(cè)直流源傳輸?shù)接覀?cè)直流源；反之同理，可以通過控制移相角來控制傳輸功率的大小和反向。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種光伏發(fā)電直流儲能DC/DC雙向變換器，其特征是該變換器包括控制電路、驅(qū)動電路、采集電路、第一組合式半橋電路、第二組合式半橋電路和隔離變壓器； 所述控制電路分別與驅(qū)動電路和采集電路連接；驅(qū)動電路分別與第一組合式半橋電路和第二組合式半橋電路連接；采集電路分別與第一組合式半橋電路和第二組合式半橋電路連接；隔離變壓器分別與第一組合式半橋電路和第二組合式半橋電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光伏發(fā)電直流儲能DC/DC雙向變換器，其特征是所述控制電路由TMS320F2812和FPGA組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光伏發(fā)電直流儲能DC/DC雙向變換器，其特征是所述驅(qū)動電路為由計(jì)數(shù)器和譯碼器組成的數(shù)字相移電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光伏發(fā)電直流儲能DC/DC雙向變換器，其特征是所述第一組合式半橋電路為Boost電路和電壓型半橋組合成的組合式半橋電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種光伏發(fā)電直流儲能DC/DC雙向變換器，其特征是所述第二組合式半橋電路為Boost電路和電壓型半橋組合成的組合式半橋電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了光伏發(fā)電儲能技術(shù)領(lǐng)域中的一種光伏發(fā)電直流儲能DC/DC雙向變換器。本實(shí)用新型包括控制電路、驅(qū)動電路、采集電路、第一組合式半橋電路、第二組合式半橋電路和隔離變壓器；控制電路分別與驅(qū)動電路和采集電路連接；驅(qū)動電路分別與第一組合式半橋電路和第二組合式半橋電路連接；采集電路分別與第一組合式半橋電路和第二組合式半橋電路連接；隔離變壓器分別與第一組合式半橋電路和第二組合式半橋電路連接。本實(shí)用新型采用隔離型的組合式電壓拓?fù)?，滿足了光伏發(fā)電系統(tǒng)儲能并網(wǎng)的要求；控制電路采用DSP作為處理器，同時采用FPGA作為其接口元件，提高了DSP的處理速度，并且使用FPGA改善了接口的讀寫效率，防止了干擾信號影響DSP的精度。
文檔編號H02M1/14GK202444425SQ20122008932
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者何夢蜀, 余弦, 楊磊, 林碧英, 王旭, 王艷萍, 郝世昱, 閆文斌 申請人:華北電力大學(xué)