所示，采用電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)的雙環(huán)控制，它克服了單電壓環(huán)動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢的缺點(diǎn)，提高了 UPS電源系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，該雙環(huán)控制原理圖如圖6所示，將實(shí)際母線電壓與電壓給定值相比較，所述電壓給定值一般為單邊350V、總電壓700V，經(jīng)電壓環(huán)的第一 PI補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)得到電感電流的給定值，然后將實(shí)際電感電流與該給定值相比較并經(jīng)電流環(huán)的第二 PI補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)得到的數(shù)值，將第二PI補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)得到的數(shù)值與d前饋的數(shù)值相加輸入至PWM調(diào)制器的輸入端，所述d前饋為根據(jù)電路參數(shù)預(yù)先計(jì)算當(dāng)前電池電壓條件下需要的占空比，之后經(jīng)過PWM調(diào)制器和驅(qū)動(dòng)電路得到推挽側(cè)開關(guān)管的兩路驅(qū)動(dòng)，即得到第一場效應(yīng)管Ql和第二場效應(yīng)管Q2的兩路驅(qū)動(dòng)，通過控制第一場效應(yīng)管Ql和第二場效應(yīng)管Q2的占空比，實(shí)現(xiàn)全橋側(cè)母線電壓的穩(wěn)定。
[0034]降壓模式對應(yīng)在線式UPS的市電模式，在該降壓模式下，雙向DCDC轉(zhuǎn)換器完成蓄電池的充電功能，采用如圖7所示的兩段式充電方法對蓄電池進(jìn)行充電。
[0035]降壓模式下的具體控制過程如圖8所示，當(dāng)初始充電時(shí)由于蓄電池電壓較低，充電電流會(huì)很大，此時(shí)采用恒流充電，避免了大的沖擊電流，起到了保護(hù)蓄電池的作用；恒流充電時(shí)采用單電流環(huán)控制，將實(shí)際的充電電流與給定電流相比較，所述給定電流，一般為0.15*電池容量，如100AH電池給定電流15A ;經(jīng)第二PI補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)后作為PWM調(diào)制器的輸入，然后經(jīng)PWM調(diào)制器和驅(qū)動(dòng)電路部分得到全橋側(cè)開關(guān)管的兩路驅(qū)動(dòng)電壓，從而控制開關(guān)管的導(dǎo)通占空比，即控制第三場效應(yīng)管Q3、第四場效應(yīng)管Q4、第五場效應(yīng)管Q5和第六場效應(yīng)管Q6的導(dǎo)通占空比，完成恒流充電；當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到預(yù)定值時(shí)，采用恒壓充電方法，避免了蓄電池的過充現(xiàn)象，起到了保護(hù)蓄電池的作用。在恒壓充電期間，采用電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制方式，其具體控制過程與升壓模式下的一致，在此不再敘述。
[0036]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括:變壓器、繼電器、控制器、電流檢測模塊、電壓檢測模塊、包含副繞組的電感、二極管和場效應(yīng)管，所述電流檢測模塊與外部的第一直流電壓相連接，所述電流測模塊通過場效應(yīng)管連接至變壓器；所述變壓器與繼電器相連接，所述變壓器通過場效應(yīng)管連接至外部的第二直流電壓；所述第二直流電壓通過逆變器連接至交流負(fù)載；所述繼電器、電流檢測模塊、電壓檢測模塊和場效應(yīng)管分別與控制器相連接；所述電感的副繞組通過二極管連接至第二直流電壓；其中，當(dāng)?shù)诙绷麟妷簜鬟f直流電力到第一直流電壓時(shí)，控制器控制繼電器斷開，根據(jù)電壓檢測模塊和電流檢測模塊所檢測到的數(shù)據(jù)，關(guān)閉第一直流電壓所發(fā)送的PWM信號(hào)，調(diào)整第二直流電壓所發(fā)送的PWM信號(hào)的脈沖寬度；當(dāng)?shù)谝恢绷麟妷簜鬟f直流電力到第二直流電壓上時(shí)，控制器控制繼電器閉合，根據(jù)電壓檢測模塊和電流檢測模塊所檢測到的數(shù)據(jù)，關(guān)閉發(fā)送到第二直流電壓的PWM信號(hào)，調(diào)整第一直流電壓所發(fā)送的PWM信號(hào)的脈沖寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第二直流電壓包括兩個(gè)相互串接在一起的直流電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述繼電器分別與第二直流電壓和變壓器的副線圈相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述場效應(yīng)管包括第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管，所述電流檢測模塊分別與第一場效應(yīng)管的源極和第二場效應(yīng)管的源極相連接，所述第一場效應(yīng)管的柵極和第二場效應(yīng)管的柵極分別與控制器相連接，所述第一場效應(yīng)管的漏極和第二場效應(yīng)管的漏極分別與變壓器的原線圈相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述場效應(yīng)管還包括第三場效應(yīng)管、第四場效應(yīng)管、第五場效應(yīng)管和第六場效應(yīng)管，所述變壓器的副線圈分別與第三場效應(yīng)管的源極和第四場效應(yīng)管的源極相連接，所述第三場效應(yīng)管的源極與第五場效應(yīng)管的漏極相連接，所述第四場效應(yīng)管的源極和第六場效應(yīng)管的漏極相連接，所述第三場效應(yīng)管的漏極和第四場效應(yīng)管的漏極分別與第二直流電壓相連接，所述第五場效應(yīng)管的源極和第六場效應(yīng)管的源極分別與第二直流電壓相連接，所述第三場效應(yīng)管的柵極、第四場效應(yīng)管的柵極、第五場效應(yīng)管的柵極和第六場效應(yīng)管的柵極分別與控制器相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，還包括電容和電感，所述二極管包括第七二極管和第八二極管，所述電容與第一直流電壓并聯(lián)，所述電容的一端通過電感連接至變壓器的原線圈，所述電容的另一端連接至電流檢測模塊；所述第七二極管的陽極與電感的副繞組相連接，所述第七二極管的陰極與第二直流電壓的正母線相連接；所述第八二極管的陰極與電感副繞組相連接，所述第八二極管的陽極與第二直流電壓的負(fù)母線相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，雙向DCDC轉(zhuǎn)換器工作于升壓模式，所述第一直流電壓傳遞直流電力到第二直流電壓，所述第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管的柵極PWM信號(hào)的相位相差180°，控制器控制繼電器閉合，并通過控制第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管的導(dǎo)通占空比對第一直流電壓的輸入電壓進(jìn)行斬波，然后經(jīng)過升壓和整流后穩(wěn)定母線電壓，所述升壓為變壓器升壓，所述整流為第七二極管、第八二極管、第三場效應(yīng)管的寄生二極管、第四場效應(yīng)管的寄生二極管、第五場效應(yīng)管的寄生二極管以及第六場效應(yīng)管的寄生二極管的整流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，當(dāng)?shù)谝粓鲂?yīng)管和第二場效應(yīng)管的導(dǎo)通占空比大于50%時(shí)，若第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管均導(dǎo)通，則變壓器原線圈短路，電感儲(chǔ)能，電感電流線性增加；若第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管中僅有一個(gè)導(dǎo)通，則第一直流電壓和電感經(jīng)過變壓器共同向變壓器的副線圈傳遞能量，電感電流線性減少；當(dāng)?shù)谝粓鲂?yīng)管和第二場效應(yīng)管的導(dǎo)通占空比小于50%時(shí)，若第一場效應(yīng)管或第二場效應(yīng)管導(dǎo)通，則電感儲(chǔ)能，變壓器原線圈向其副線圈傳遞能量；若第一場效應(yīng)管和第二場效應(yīng)管均斷開，則電感中的能量通過第七二極管和第八二極管釋放到第二直流電壓的母線上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，雙向DCDC轉(zhuǎn)換器工作于降壓模式，所述第二直流電壓傳遞直流電力到第一直流電壓，所述第三場效應(yīng)管和第六場效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電壓一致；所述第四場效應(yīng)管和第五場效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電壓一致，所述第三場效應(yīng)管和第六場效應(yīng)管的PWM信號(hào)的相位一致，所述第四場效應(yīng)管和第五場效應(yīng)管的PWM信號(hào)的相位一致，所述第三場效應(yīng)管和第四場效應(yīng)管的PWM信號(hào)的相位相差180° ;所述控制器控制繼電器斷開，并通過控制第三場效應(yīng)管、第四場效應(yīng)管、第五場效應(yīng)管和第六場效應(yīng)管的導(dǎo)通占空比對第二直流電壓的輸入電壓進(jìn)行斬波，然后經(jīng)變壓器降壓后對第一直流電壓進(jìn)行充電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，其特征在于，當(dāng)?shù)谌龍鲂?yīng)管和第六場效應(yīng)管導(dǎo)通或第四場效應(yīng)管和第五場效應(yīng)管導(dǎo)通時(shí)，變壓器將能量由第二直流電壓傳遞到第一直流電壓，所述第一直流電壓充電，電感儲(chǔ)能，電感電流線性增加；當(dāng)?shù)谌龍鲂?yīng)管、第四場效應(yīng)管、第五場效應(yīng)管和第六場效應(yīng)管均斷開時(shí)，電感經(jīng)第一場效應(yīng)管的寄生二極管或第二場效應(yīng)管的寄生二極管進(jìn)行續(xù)流，并為第一直流電壓充電，電感電流線性減少。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種雙向DCDC轉(zhuǎn)換器，包括：變壓器、電感、二極管、繼電器、控制器、電流檢測模塊、電壓檢測模塊和場效應(yīng)管，所述電流檢測模塊與外部的第一直流電壓相連接，所述電流測模塊通過場效應(yīng)管連接至變壓器；所述變壓器與繼電器相連接，所述變壓器通過場效應(yīng)管連接至外部的第二直流電壓；所述第二直流電壓通過逆變器連接至交流負(fù)載；所述繼電器、電流檢測模塊、電壓檢測模塊和場效應(yīng)管分別與控制器相連接；當(dāng)?shù)诙绷麟妷簜鬟f直流電力到第一直流電壓時(shí)，控制繼電器斷開，調(diào)整第二直流電壓所發(fā)送的PWM信號(hào)的脈沖寬度；當(dāng)?shù)谝恢绷麟妷簜鬟f直流電力到第二直流電壓上時(shí)，控制繼電器閉合，調(diào)整第一直流電壓所發(fā)送的PWM信號(hào)的脈沖寬度。
【IPC分類】H02M3-335
【公開號(hào)】CN104852586
【申請?zhí)枴緾N201510283004
【發(fā)明人】呂安平, 楊戈戈, 鄧超
【申請人】深圳科士達(dá)科技股份有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月27日