隔离型dc/dc控制器及双向变换器控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及双向变换器技术领域，尤其涉及一种隔离型DC/DC控制器以及包括有该隔离型DC/DC控制器的双向变换器控制系统。
【背景技术】
[0002]双向变换器主要由控制电路和主功率电路组成。控制电路和主功率电路的电压等级差别很大，为了防止强电信号干扰弱电信号、保证两者之间良好的电气隔离、保证信号的传输精度，控制电路和主功率电路之间采用隔离或非隔离的传输方式。其中，非隔离传输方式虽然传输精度较高，但不能保证强弱电的电气安全。
[0003]现有的隔离传输方式主要是光耦隔离和变压器隔离。光耦隔离不适合远距离传输，变压器隔离又会引起电磁干扰问题；光耦隔离和变压器隔离这两种传输方式都会影响信号的传输速度和精度(尤其是模拟信号的传输)，电气隔离效果差。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的一个目的是提出一种隔离效果好、传输速度快、传输精度高的隔离型DC/DC控制器。
[0005]本实用新型的另一个目的是提出一种光伏能源利用率更高的双向变换器控制系统。
[0006]为达此目的，一方面，本实用新型采用以下技术方案:
[0007]一种隔离型DC/DC控制器，所述控制器包括主控电路、与所述主控电路通过光纤进行通讯的交错并联主拓扑、用于将所述交错并联主拓扑反馈的电流和电压模拟信号转化为数字信号的电压/频率转换电路、以及用于将数字信号转化为模拟信号的频率/电压转换电路；所述电压/频率转换电路和所述频率/电压转换电路之间通过光纤进行通讯；所述频率/电压转换电路将所得到的电流和电压模拟信号发送至所述主控电路。
[0008]特别是，在所述主控电路和所述交错并联主拓扑之间至少设置有信号调理电路、光纤发送端和光纤接收端。
[0009]特别是，在所述交错并联主拓扑的前端设置有驱动电路；所述光纤接收端接收到光信号后将其转化成数字信号，所述光纤接收端将所述数字信号发送至所述驱动电路，所述驱动电路将所述数字信号发送至所述交错并联主拓扑。
[0010]特别是，所述交错并联主拓扑至少包括四个绝缘栅双极型晶体管。
[0011]另一方面，本实用新型采用以下技术方案:
[0012]一种双向变换器控制系统，所述控制系统中包括上述的隔离型DC/DC控制器。
[0013]特别是，所述控制系统包括电网、用电装置、光伏电源和蓄电池，所述蓄电池通过所述隔离型DC/DC控制器分别连通至所述电网、所述用电装置和所述光伏电源。
[0014]本实用新型隔离型DC/DC控制器的主控电路和交错并联主拓扑之间通过光纤进行通讯，采用交错并联双向DC/DC主拓扑实现了对太阳能的存储和使用；光纤传输具有隔离效果好、传输速度快、传输精度高等优点，能保证控制器系统中强弱电的电气隔离。
[0015]本实用新型双向变换器控制系统中包括上述的隔离型DC/DC控制器，对光伏能源的利用率更高。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型优选实施例提供的隔离型DC/DC控制器的器件连接关系示意图；
[0017]图2是本实用新型优选实施例提供的双向变换器控制系统的器件连接关系示意图；
[0018]图3是本实用新型优选实施例提供的主控电路通过光纤向交错并联主拓扑发送PWM信号的流程图；
[0019]图4是本实用新型优选实施例提供的交错并联主拓扑向主控电路返回IGBT短路保护Fo信号的流程图；
[0020]图5是本实用新型优选实施例提供的交错并联主拓扑向主控电路返回电压采样信号的的流程图；
[0021]图6是本实用新型优选实施例提供的交错并联主拓扑向主控电路返回电流采样信号的的流程图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0023]优选实施例:
[0024]本实施例公开一种隔离型DC/DC控制器。如图1所示，该控制器包括主控电路、与主控电路通过光纤进行通讯的交错并联主拓扑、用于将交错并联主拓扑反馈的电流和电压模拟信号转化为数字信号的电压/频率转换电路、以及用于将数字信号转化为模拟信号的频率/电压转换电路。电压/频率转换电路和频率/电压转换电路之间通过光纤进行通讯；频率/电压转换电路将所得到的电流和电压模拟信号发送至主控电路。
[0025]该隔离型DC/DC控制器输出电流纹波小，占空比为50%时电流纹波为零；电流容量大，功率密度高，电压和电流的输出精度高，动态响应速度快。该隔离型DC/DC控制器实现了能量的双向流动、实时切换，提高了光伏的利用率；能实现完全的电气隔离，稳定性、可靠性、安全性都很高。
[0026]为了实现光纤传输、以及模拟信号的转换和传输，在主控电路和交错并联主拓扑之间至少设置有信号调理电路、光纤发送端和光纤接收端。
[0027]在交错并联主拓扑的前端设置有驱动电路；光纤接收端接收到光信号后将其转化成数字信号，光纤接收端将数字信号发送至驱动电路，驱动电路将数字信号发送至交错并联主拓扑。交错并联主拓扑至少包括四个绝缘栅双极型晶体管(IGBT，Insulated GateBipolar Transistor)ο
[0028]双向变换器控制系统中包括上述隔离型DC/DC控制器。如图2所示，控制系统包括电网、用电装置、光伏电源和蓄电池，蓄电池通过隔离型DC/DC控制器分别连通至电网、用电装置和光伏电源。在该控制系统中既可以通过光伏电源向蓄电池充电、也可以通过电网向蓄电池充电；同时，当电网和/或光伏电源的电压不足时可以通过蓄电池向用电设备提供电能。
[0029]基于上述隔离型DC/DC控制器的控制方法是主控电路通过光纤向交错并联主拓扑发送四路PWM信号；交错并联主拓扑向主控电路返回四路Fo信号(即IGBT短路故障返回信号)、两路电压采样信号和两路电流采样信号；其中，PWM信号(脉冲宽度调制信号)和Fo信号为数字信号，电压采样信号和电流采样信号为模拟信号。
[0030]如图3所示，主控电路通过光纤向交错并联主拓扑发送PWM信号的步骤为:主控电路发出的PWM信号经信号调理电路放大后进入光纤发送端，数字信号转换为光信号后传输至光纤接收端，光纤接收端将光信号转换为数字信号并经过驱动电路发送至交错并联主拓扑。
[0031]如图4所示，交错并联主拓扑向主控电路返回Fo信号的步骤为:Fo信号经信号调理电路放大后进入光纤发送端，数字信号转换为光信号后输送至光纤接收端，光纤接收端将光信号转换为数字信号，数字信号经信号调理电路发送至主控电路。
[0032]电流采样信号和电压采样信号都是模拟信号，不能够使用光纤直接传输。需要将这两种信号转换为数字信号后再由光纤传输到弱电侧，再然后通过频率/电压信号转换成模拟信号，输入到主控电路。
[0033]具体的，如图5所示，交错并联主拓扑向主控电路返回电压采样信号的步骤为:在交错并联主拓扑的主电路上得到采样电压Vf，采样电压Vf经过滤波处理后输入到电压/频率转换电路中，转换得到频率为F的数字信号D1;数字信号D 1在光纤发送端转换为光信号、并通过光纤发送至光纤接收端；光纤接收端将光信号转化为与光纤发送端同频率的数字信号队，数字信号队进入频率/电压转换电路后得到电压信号V/，电压信号Vf'经信号调理电路和滤波电路处理后输入主控电路中。
[0034]电流采样信号的传输与所述电压采样信号的传输步骤相同，如图6所示。
[0035]注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
【主权项】
1.一种隔离型DC/DC控制器，其特征在于，所述控制器包括主控电路、与所述主控电路通过光纤进行通讯的交错并联主拓扑、用于将所述交错并联主拓扑反馈的电流和电压模拟信号转化为数字信号的电压/频率转换电路、以及用于将数字信号转化为模拟信号的频率/电压转换电路；所述电压/频率转换电路和所述频率/电压转换电路之间通过光纤进行通讯；所述频率/电压转换电路将所得到的电流和电压模拟信号发送至所述主控电路。2.根据权利要求1所述的隔离型DC/DC控制器，其特征在于，在所述主控电路和所述交错并联主拓扑之间至少设置有信号调理电路、光纤发送端和光纤接收端。3.根据权利要求1所述的隔离型DC/DC控制器，其特征在于，在所述交错并联主拓扑的前端设置有驱动电路；所述光纤接收端接收到光信号后将其转化成数字信号，所述光纤接收端将所述数字信号发送至所述驱动电路，所述驱动电路将所述数字信号发送至所述交错并联主拓扑。4.根据权利要求1至3任一所述的隔离型DC/DC控制器，其特征在于，所述交错并联主拓扑至少包括四个绝缘栅双极型晶体管。5.一种双向变换器控制系统，其特征在于，所述控制系统中包括如权利要求1至4任一所述的隔离型DC/DC控制器。6.根据权利要求5所述的双向变换器控制系统，其特征在于，所述控制系统包括电网、用电装置、光伏电源和蓄电池，所述蓄电池通过所述隔离型DC/DC控制器分别连通至所述电网、所述用电装置和所述光伏电源。
【专利摘要】本实用新型公开了一种隔离型DC/DC控制器及双向变换器控制系统，属于双向变换器技术领域，为解决现有装置信号传输速度和精度差等问题而设计。本实用新型隔离型DC/DC控制器包括主控电路、交错并联主拓扑、电压/频率转换电路、以及频率/电压转换电路；电压/频率转换电路和频率/电压转换电路之间通过光纤进行通讯；频率/电压转换电路将所得到的电流和电压模拟信号发送至主控电路。本实用新型隔离型DC/DC控制器采用交错并联双向DC/DC主拓扑实现了对太阳能的存储和使用，隔离效果好、传输速度快、传输精度高，能保证控制器系统中强弱电的电气隔离。
【IPC分类】H02M1/092
【公开号】CN205070773
【申请号】CN201520803955
【发明人】陈勇, 蒋世用, 刘克勤, 张雪芬
【申请人】珠海格力电器股份有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月15日