基于部分功率变换与开关管复用的路由拓扑及控制方法与流程

文档序号:38376867发布日期:2024-06-19 12:31阅读:来源:国知局

技术特征:

1.基于部分功率变换与开关管复用的路由拓扑,其特征在于:包括一个高压侧端口、三个低压侧端口,高压侧端口为750v直流母线端口,低压侧端口为储能电池端口、燃料电池端口、和220v直流母线端口,高压侧端口和低压侧端口之间设置有保证高压侧与低压侧隔离的高频变压器t1、t2。

2.根据权利要求1所述的基于部分功率变换与开关管复用的路由拓扑,其特征在于:220v直流母线端口结构包含端口电容c1、0.75kw变换器结构,其中0.75kw变换器结构包含四个功率管s1-1、s1-2、s1-3、s1-4,电容c2以及移相电感l2;储能电池端口结构包含四个功率管s2-1、s2-2、s2-3、s2-4,电容c3以及移相电感l1;750v直流母线端口结构包含端口电容c4以及四个功率管s3-1、s3-2、s3-3、s3-4,高压侧端口采用开关管复用结构与750v直流母线相连,燃料电池端口和储能电池端口分别与0.75kw变换器和储能电池结构相连,其中,0.75kw变换器与燃料电池和220v直流母线连接,构成各自的部分功率变换结构。

3.根据权利要求2所述的基于部分功率变换与开关管复用的路由拓扑,其特征在于:高压侧端口结构中变压器t1、t2的高压侧同名端与功率管s3-1的源极和功率管s3-2的漏极连接;变压器t1、t2的高压侧异名端与功率管s3-3的源极和功率管s3-4的漏极连接;功率管s3-1和s3-3的漏极、端口电容c4正极与750v母线正极相连;功率管s3-2和s3-4的漏极、端口电容c4负极与750v母线负极相连。

4.根据权利要求2所述的基于部分功率变换与开关管复用的路由拓扑,其特征在于:低压侧端口结构中变压器t1的同名端与电感l1一端相连,电感l1另一端与功率管s2-1的源极、s2-2的漏极相连;变压器t1的异名端与功率管s2-3的源极、s2-4的漏极相连;功率管s2-1的漏极、s2-3的漏极、电容c3的正极与储能电池的正极相连;功率管s2-2的源极、s2-4的源极、电容c3的负极与储能电池的负极相连;变压器t2的同名端与电感l2一端相连,电感l2另一端与功率管s1-1的源极、s1-2的漏极相连;变压器t1的异名端与功率管s1-3的源极、s1-4的漏极相连;功率管s1-1的漏极、s1-3的漏极、电容c1、c2的正极与220v直流母线正极相连;功率管s1-2的源极、s1-4的源极相连、电容c2的负极与燃料电池的正极相连,燃料电池的负极与220v直流母线负极还有48v直流母线负极相连。

5.拓扑控制方法,基于权利要求1-4任一权利要求所述的拓扑进行使用,其特征在于:当高压侧母线和储能电池电压出现波动时,通过控制燃料电池的进料速度和各全桥的移相角,从而控制燃料电池的功率和各端口传输功率,进而控制整个系统的功率流向;

6.根据权利要求5所述的基于部分功率变换与开关管复用的路由拓扑控制方法,其特征在于:各端口的控制具体步骤如下:


技术总结
本发明公开了一种基于部分功率变换与开关管复用的路由拓扑及控制方法,属于电力电子应用领域,包括一个高压端口和三个低压端口。高压端口连接750V的直流母线,低压侧端口一个连接48V的直流储能电池,一个连接7.5kW的燃料电池,一个连接220V的直流母线。此结构提供了一条功率直接传递的路径,这使得原本流经变压器的功率数值得到了极大程度的削减,也减少了一组全桥开关管的使用,因此,通过部分功率变换减小了燃料电池变换器的容量和体积;开关器件的成本与其所要承受的电压有关,功率的直接传递使得第四端口的电压也有了相应的减小,并对DAB电路与750V母线连接的一侧进行开关管复用,进一步节省了开关器件的成本。

技术研发人员:张斌,齐屹,周宗川,马俊先,郑伟,张诗豪,宫建锋,韩一鸣,康健,郭骞
受保护的技术使用者:国网宁夏电力有限公司经济技术研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/6/18
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