专利名称：一种多端口隔离双向dc-dc变换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种DC-DC变换器，尤其涉及一种用于混合储能系统的多端口隔离双向DC-DC变换器。
背景技术：
应用于电动汽车、分布式可再生能源发电的储能系统，常采用蓄电池和超级电容混合储能的方式，来提高储能系统的性能，蓄电池提供能量存储，超级电容则提供峰值功率。采用一个三端口的双向DC-DC变换器将蓄电池、超级电容和直流母线结合在一起，更易于实现高功率密度、集中控制和有效的能量管理。三多端口隔离双向DC-DC变换器主要是基于桥式双向DC-DC变换器的拓展而来。典型的两端电压型全桥双向DC-DC变换器如
图1所示。变压器漏感4是变换器能量传输的重要元件，不需要增加辅助开关元件，利用漏感可以实现所有开关管的软开关，滤波元件少，动态响应速度快。变换器主要工作波形如图2所示， #为相移角，改变d的大小，可以改变传递功率的大小；改变@的相位，可以改变变压器两侧的功率流向。传递功率的表达式为
权利要求
1.一种多端口隔离双向DC-DC变换器，用于混合储能系统，该变换器包括移相变压器以及分别与所述移相变压器原边、副边连接的原边电路、副边电路；其特征在于，所述副边电路包括一个双通道Buck/Boost变换电路，所述双通道Buck/Boost变换电路具有两个输入/输出端和两个桥臂中点，两个桥臂中点分别与所述移相变压器的副边两端连接；所述原边电路包括至少一个双通道Buck/Boost变换电路，所述双通道Buck/Boost变换电路具有两个输入/输出端和两个桥臂中点，两个桥臂中点分别与所述移相变压器的原边两端连接。
2.如权利要求1所述多端口隔离双向DC-DC变换器，其特征在于，所述原边电路包括至少两个双通道Buck/Boost变换电路，与所述移相变压器磁路耦合连接。
3.如权利要求1所述多端口隔离双向DC-DC变换器，其特征在于，所述原边电路、副边电路中的双通道Buck/Boost变换电路相同，包括第一输入/输出端、第二输入/输出端、第一至第四功率开关管、第一电感、第二电感；第一功率开关管的源极与第二功率开关管的漏极相连，构成第一桥臂，耦合点为第一桥臂中点；第一电感的第一端与第一输入/输出端的正端相连，第二端与第一桥臂中点相连；第一功率开关管的漏极与第二输入/输出端的正端相连，第二功率开关管的源极与第一输入/输出端和第二输入/输出端的负端相连；第三功率开关管的源极与第四功率开关管的漏极相连，构成第二桥臂，耦合点为第二桥臂中点； 第二电感的第一端与所述第一输入/输出端的正端相连，第二端与第二桥臂中点相连；第三功率开关管的漏极与第二输入/输出端的正端相连；第四功率开关管的源极与第一输入 /输出端和第二输入/输出端的负端相连；第一和第二功率开关管互补开关，第三和第四功率开关管互补开关。
4.如权利要求3所述多端口隔离双向DC-DC变换器，其特征在于，所述双通道Buck/ Boost变换电路采用交错控制，第一功率开关管与第三功率开关管的开通时刻相移180°， 第二功率开关管与第四功率开关管的开通时刻相移180°。
5.一种混合储能系统，包括蓄电池、超级电容、直流母线及双向DC-DC变换器，其特征在于，所述双向DC-DC变换器为权利要求3或4所述多端口隔离双向DC-DC变换器；所述多端口隔离双向DC-DC变换器原边电路中的双通道Buck/Boost变换电路，其第一输入/输出端的正端、负端分别与所述蓄电池的正极、负极相连，第二输入/输出端的正端和负端分别与一滤波电容的两极连接；所述多端口隔离双向DC-DC变换器副边电路中的双通道Buck/ Boost变换电路，其第一输入/输出端的正端连接所述超级电容的正极，第二输入/输出端的正端连接所述直流母线的正端，这两个输入/输出端的负端相互连接，并与超级电容的负极、直流母线的负端连接。
6.如权利要求5所述多端口隔离双向DC-DC变换器的电压匹配控制方法，其特征在于， 控制原边电路中双通道Buck/Boost变换电路的第二输入/输出端的电压，使其与副边电路中双通道Buck/Boost变换电路的第二输入/输出端的电压折合到移相变压器原边的电压值相等。
7.如权利要求6所述多端口隔离双向DC-DC变换器的电压匹配控制方法，其特征在于， 该方法通过调节原边电路中双通道Buck/Boost变换电路的占空比实现。
全文摘要
本发明公开了一种多端口隔离双向DC-DC变换器，用于混合储能系统。该变换器包括移相变压器以及分别与所述移相变压器原边、副边连接的原边电路、副边电路；副边电路包括一个双通道Buck/Boost变换电路，该双通道Buck/Boost变换电路具有两个输入/输出端和两个桥臂中点，两个桥臂中点分别与所述移相变压器的副边两端连接；原边电路包括至少一个双通道Buck/Boost变换电路，所述双通道Buck/Boost变换电路具有两个输入/输出端和两个桥臂中点，两个桥臂中点分别与移相变压器的原边两端连接。本发明还公开了所述多端口隔离双向DC-DC变换器的电压匹配控制方法，以及包括该变换器的混合储能系统。相比现有技术，本发明能够实现变压器两端电压的完全匹配，并可延长蓄电池和超级电容的使用寿命。
文档编号H02M3/335GK102290999SQ20111023150
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者丁志辉, 王成, 肖华锋, 谢少军 申请人:南京航空航天大学