非隔离式单输入双输出双向升降压DC-DC转换器的制作方法

本发明一般涉及发电系统，特别是涉及发电系统的直流(dc)到直流(dc-dc)转换器。

背景技术：

1、诸如燃料电池之类的电化学装置可以高效地将储存在燃料中的能量转换成电能。在诸如固体氧化物燃料电池(sofc)系统的燃料电池系统中，氧化流通过燃料电池的阴极侧，而燃料入口流通过燃料电池的阳极侧。氧化流通常是空气，而燃料流可以是碳氢化合物燃料，例如甲烷、天然气、戊烷、乙醇或甲醇。燃料电池能够将带负电的氧离子从阴极流动流传输到阳极流动流，在阳极流动流中，离子与游离氢或碳氢化合物分子中的氢结合形成水蒸气和/或一氧化碳形成二氧化碳。来自带负电的离子的多余电子通过在阳极和阴极之间完成的电路而回到燃料电池的阴极侧，从而导致电流流过电路。

2、sofc系统可在许多不同布置下用于为许多不同设备供电。例如，sofc系统可用于为电池充电和/或为微电网供电。在sofc系统应用中，直流(dc)到dc(dc-dc)转换器很受欢迎，以支持sofc系统的高效运行。具体而言，双向dc-dc转换器广泛用于电池充电和微电网应用。

3、因此，除了提供其他技术优势之外，还需要能够克服上述一个或多个限制的技术。

技术实现思路

1、仅出于介绍以简化形式呈现的概念的目的而提供该
技术实现要素：
。这并不旨在以任何方式识别要求保护的发明的基本特征或限制本发明的范围。

2、各种实施方案可以提供非隔离式单输入双输出(sido)双向升降压直流(dc)到直流(dc-dc)转换器。各种实施方案可以提供一种用于控制非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器的降压占空比的方法，使得在非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器的第一部分上测量的第一电压保持在小于第一负载的电压，并且在非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器的第二部分上测量的第二电压保持在小于第二负载的电压。

3、实施方案包括一种用于控制连接到dc源、第一负载和第二负载的非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器的方法。该方法包括确定第一负载的第一电压；确定第二负载的第二电压。该方法包括控制非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器的降压占空比，使得在非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器的第一部分上测量的第一电压被维持在小于第一负载的第一电压，并且在非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器的第二部分上测量的第二电压被维持在小于第二负载的第二电压。

4、在另一个实施方案中，公开了一种非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器。非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器包括配置为连接到dc源的正极端的第一输入端。非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器还包括：第二输入端，被配置为连接到dc源的负极端；第一可控开关，包括相应的第一侧和第二侧。第一可控开关的一侧连接到第一输入端。第二可控开关包括相应的第一侧和第二侧。第二可控开关的第一侧连接到第一可控开关的第二侧。第二可控开关的第二侧连接到第二输入端。此外，非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器包括具有相应第一侧和第二侧的第一电感器。第一电感器的第一侧连接到第一可控开关的第二侧以及第二可控开关的第一侧。非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器包括具有相应第一侧和第二侧的第三可控开关。第三可控开关的第一侧连接到第一电感器的第二侧。第四可控开关包括相应的第一侧和第二侧。第四可控开关的第一侧连接到第三可控开关的第二侧。此外，第二电感器包括相应的第一侧和第二侧。第二电感器的第一侧连接到第四可控开关的第二侧，并且第二电感器的第二侧连接到第二可控开关的第二侧和第二输入端。第五可控开关包括相应的第一侧和第二侧。第五可控开关的第二侧连接到第一电感器的第二侧和第三可控开关的第一侧。第六可控开关包括相应的第一侧和第二侧。第六可控开关的第一侧连接到第四可控开关的第二侧和第二电感器的第一侧。第一电压输出电路部分包括相应的第一侧和第二侧。第一电压输出电路部分的第一侧连接到第五可控开关的第二侧。第一电压输出电路部分被配置为向第一负载输出第一直流电压。第二电压输出电路部分包括相应的第一侧和第二侧。第一电压输出电路部分的第二侧、第二电压输出电路部分的第一侧、第三可控开关的第二侧和第四可控开关的第一侧连接在一起。第二电压输出电路部分的第二侧连接到第六可控开关的第二侧。进一步地，第二电压输出电路部分被配置为向第二负载输出第二直流电压。非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器包括控制器，其连接第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关和第六可控开关。控制器被配置为根据主占空比至少控制第一可控开关和第二可控开关。控制器被配置为根据至少部分地基于主占空比的第一升压控制占空比来控制第三可控开关和第五可控开关。此外，控制器被配置为根据至少部分地基于主占空比的第二升压控制占空比来控制第四可控开关和第六可控开关。控制器被配置为控制主占空比，第一升压控制占空比和第二升压控制占空比，使得当第一负载大于第二负载时，第一升压控制占空比大于第二升压控制占空比，并且当第二负载大于第一负载时，第二升压控制占空比大于第一升压控制占空比。

5、在另一个实施方案中，公开了一种非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器。非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器包括被配置为连接到dc源的正极端的第一输入端和被配置为连接到dc源的负极端的第二输入端。第一电容器包括相应的第一侧和第二侧。第一电容器的第一侧连接到第一输入端。第二电容器包括相应的第一侧和第二侧。第二电容器的第一侧连接到第一电容器的第二侧，第二电容器的第二侧连接到第二输入端。第一可控开关包括相应的第一侧和第二侧。第一可控开关的第一侧连接到第一输入端和第一电容器的第一侧。第二可控开关包括相应的第一侧和第二侧。第二可控开关的第一侧连接到第一可控开关的第二侧，第二可控开关的第二侧连接到第二输入端。第一电感器包括相应的第一侧和第二侧。第一电感器的第一侧连接到第一可控开关的第二侧和第二可控开关的第一侧。第三可控开关包括相应的第一侧和第二侧。第三可控开关的第一侧连接到第一电感器的第二侧。第四可控开关包括相应的第一侧和第二侧。第四可控开关的第一侧连接到第三可控开关的第二侧。第二电感器包括相应的第一侧和第二侧。第二电感器的第二侧连接到第四可控开关的第二侧，并且第二电感器的第二侧连接到第二可控开关的第二侧、第二输入端和第二电容器的第二侧。第五可控开关包括相应的第一侧和第二侧。第五可控开关的第二侧连接到第一电感器的第二侧和第三可控开关的第一侧。第六可控开关包括相应的第一侧和第二侧。第六可控开关的第一侧连接到第四可控开关的第二侧和第二电感器的第一侧。第一电压输出电路部分包括相应的第一侧和第二侧。第一电压输出电路部分的第一侧连接到第五可控开关的第二侧。第一电压输出电路部分被配置为向第一负载输出第一直流电压。第二电压输出电路部分包括相应的第一侧和第二侧。第一电压输出电路部分的第二侧、第二电压输出电路部分的第一侧、第三可控开关的第二侧、第四可控开关的第一侧、第一电容器的第二侧与第二电容的第一侧连接在一起。第二电压输出电路部分的第二侧连接到第六可控开关的第二侧。第二电压输出电路部分被配置为向第二负载输出第二直流电压。非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器还包括控制器，连接第一可控开关、第二可控开关、第三可控开关、第四可控开关、第五可控开关和第六可控开关。控制器被配置为根据主占空比至少控制第一可控开关和第二可控开关并且根据至少部分地基于主占空比的第一升压控制占空比控制第三可控开关和第五可控开关。控制器被配置为根据至少部分地基于主占空比的第二升压控制占空比来控制第四可控开关和第六可控开关。控制器被配置为控制主占空比、第一升压控制占空比和第二升压控制占空比，使得在第一电感器和第三可控开关上测量的第一控制电压保持在小于第一dc电压，以及在第二电容器上测量的第二控制电压保持在小于第二dc电压。

6、在又一个实施方案中，公开了一种发电系统。发电系统包括直流电源、第一负载、第二负载以及连接到直流电源、第一负载和第二负载的非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器。非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器包括控制器，该控制器被配置为根据上述任何方法控制非隔离式sido双向升降压dc-dc转换器的操作和/或其中sido升降压dc-dc转换器是上述任一实施方案的sido升降压dc-dc转换器。在多个实施方案中，dc源是固体氧化物燃料电池(sofc)系统。