馈送至中央处理单元，提供的信号均用于实时控制。
[0026]实例二:
[0027]如图2、图3所示，本发明在功率正向流动条件下的【具体实施方式】如下:
[0028]本发明的较佳实施方式中，发明的双向DC/DC变换器中超级电容器储能单元中作用是超级电容器放电，为双向Buck/Boost DC/DC变换器提供功率为10KW，电压变化范围为200?400V的不稳定直流电源，电源经过Boost升压工作模式下的双向Buck/Boost DC/DC变换器，获得功率为10KW，电压为800V的稳定直流电压源，之后，稳定直流电压源流入由开关网络/整流网络、LLC谐振网络和整流网络/开关网络构成的双向全桥LLC谐振DC/DC变换器后，经过变换器电压调节后，获得功率为10KW，电压为1000V的稳定直流电源流出，为直流母线电压端口提供恒定直流电压；
[0029]结合图1、图2和图3对【具体实施方式】进行说明:
[0030]如图1所示，超级电容器储能单元(I)中超级电容器放电，提供功率额定的不稳定直流电压源V1输入到双向Buck/Boost DC/DC变换器(2)中，变换器(2)工作在Boost升压模式下，得到功率额定的稳定输出电压源Vd。;恒值电压源Vd。流经由开关网络/整流网络(3)、LLC谐振网络(4)以及整流网络/开关网络(5)所构成的双向全桥LLC谐振DC/DC变换器后实现电压进一步调节，获得功率额定的稳定输出电压源V2;最后电压源V2经由直流母线电压端口(6)外接应用系统;整个变换器的具体功率流向分别如图2和图3所示。双向全桥LLC谐振DC/DC变换器在电压调节过程中完成电源的DC-AC以及AC-DC的转换。电压、电流检测的作用是对级联双向Buck/Boost-LLC DC/DC变换器中两级变换器的电压、电流进行实时检测，为中央处理单元提供实时信号;通过中央处理单元产生PWM波形，用来控制功率变换器中IGBT的开关，以达到调节电压的目的。
[0031]实例三:
[0032]如图4、图5所示，本发明在功率反向流动条件下的【具体实施方式】如下:
[0033]本发明的较佳实施方式中，发明的双向DC/DC变换器中直流母线电压端口从外接应用系统获得功率为1KW，电压为1000V的稳定直流电压源，流入由开关网络/整流网络、LLC谐振网络和整流网络/开关网络构成的双向全桥LLC谐振DC/DC变换器，经过电压调节后获得功率为10KW，电压为800V的稳定直流电压源，之后该电压源流入Buck降压工作模式下的双向Buck/Boost DC/DC变换器，对超级电容器储能单元中超级电容器充电，直到超级电容器储能单元端电压达到额定值400V为止，充电完成。
[0034]结合图1、图4和图5对【具体实施方式】进行说明:
[0035]如图1所示，由外接应用系统接入直流母线电压端口(6)的额定功率的直流稳压源V2，流经由整流网络/开关网络(5)、LLC谐振网络(4)以及开关网络/整流网络(3)所构成的双向全桥LLC谐振DC/DC变换器后实现电压调节，获得额定功率的直流稳压源Vdc，接入工作在Buck降压模式下的双向Buck/Boost DC/DC变换器(2)中，给超级电容器储能单元(I)中超级电容器充电，直到超级电容器储能单元端电压达到额定值为止，充电完成。整个双向DC/DC变换器的具体功率流向分别如图4和图5所示。双向全桥LLC谐振DC/DC变换器在电压调节过程中完成电源的DC-AC以及AC-DC的转换。此时整个双向DC/DC变换器在具体实施的过程中电压、电流的控制和上述实例二中电压、电流的控制工作原理相同。
【主权项】
1.一种基于超级电容器储能系统的双向DC/DC变换器拓扑，所述的双向DC/DC变换器拓扑是基于超级电容器储能系统进行设计的，通过级联双向Buck/Boos-LLC DC/DC变换器实现超级电容器储能系统在能量存储、释放过程中的正向流动和反向流动，实现系统功率输出和电压的稳定调节，其特征为: 该拓扑包括超级电容器储能单元、双向Buck/Boost DC/DC变换器、由开关网络/整流网络、LLC谐振网络以及整流网络/开关网络组成的双向全桥LLC谐振DC/DC变换器，直流母线电压端口、应用系统、电压检测、电流检测及中央处理单元;其中，超级电容器储能单元输出端口 1l与双向Buck/Boost DC/DC变换器左端口 102相连;双向Buck/Boost DC/DC变换器右端口 103连接开关网络/整流网络左端口 104，开关网络/整流网络右端口 105连接LLC谐振网络的左端口 106，LLC谐振网络右端口 107连接整流网络/开关网络的左端口 108，整流网络/开关网络的右端口 109连接直流母线电压端口左端口 1010;直流母线电压端口右端口 1011外接应用系统;对双向Buck/Boost DC/DC变换器和由开关网络/整流网络、LLC谐振网络以及整流网络/开关网络组成的双向全桥LLC谐振DC/DC变换器进行电压检测、电流检测，获得的电压信号、电流信号反馈送至中央处理单元，提供的信号均用于实时控制。2.权利要求1所述的一种基于超级电容器储能系统的双向DC/DC变换器拓扑工作在功率正向流动情况下，超级电容器储能单元中超级电容器放电，为双向Buck/Boost DC/DC变换器提供功率为10KW，电压变化范围为200?400V的不稳定直流电源，电源经过Boost升压工作模式下的双向Buck/Boost DC/DC变换器，获得功率为10KW，电压为800V的稳定直流电压源，之后，稳定直流电压源流入由开关网络/整流网络、LLC谐振网络和整流网络/开关网络构成的双向全桥LLC谐振DC/DC变换器后，经过变换器电压调节后，获得功率为10KW，电压为1000V的稳定直流电源流出，为直流母线电压端口提供恒定直流电压。3.权利要求1所述的一种基于超级电容器储能系统的双向DC/DC变换器拓扑工作在功率反向流动情况下，直流母线电压端口从外接系统获得功率为10KW，电压为1000V的稳定直流电压源，流入由开关网络/整流网络、LLC谐振网络和整流网络/开关网络构成的双向全桥LLC谐振DC/DC变换器，经过电压调节后获得功率为10KW，电压为800V的稳定直流电压源，之后该电压源流入Buck降压工作模式下的双向Buck/Boost DC/DC变换器，对超级电容器储能单元中超级电容器充电，直到超级电容器储能单元端电压达到额定值400V为止，充电完成。4.权利要求1所述的一种基于超级电容器储能系统的双向DC/DC变换器拓扑的电压检测、电流检测分别连接双向Buck/Boost DC/DC变换器和双向全桥LLC谐振DC/DC变换器，对电压、电流进行实时监测，并反馈至中央处理单元，实现对功率变换器中开关管的PWM控制。
【专利摘要】本发明公开了一种基于超级电容器储能系统的双向DC/DC变换器拓扑，包括了超级电容器储能单元和级联双向Buck/Boos-LLC？DC/DC变换器；其中超级电容器储能单元连接级联双向Buck/Boos-LLC？DC/DC变换器对外实现能量存储、释放；双向Buck/Boost？DC/DC变换器和双向全桥LLC谐振DC/DC变换器串联组成的级联双向Buck/Boos-LLC？DC/DC变换器，可根据外接应用系统的需求进行功率双向流动。本发明通过双向Buck/Boost？DC/DC变换器和双向全桥LLC谐振DC/DC变换器中电压、电流的实时检测对功率变换器中开关管进行PWM控制，稳定双向DC/DC变换器的功率输出，实现电压的稳定调节，有效提高了超级电容器储能系统的储能效率和系统的可靠性。
【IPC分类】H02M3/338
【公开号】CN105634288
【申请号】CN201610015017
【发明人】曾志辉, 王晓卫, 韦延方, 高庆华, 杨晓邦, 张蛟龙
【申请人】河南理工大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月4日