双向绝缘型dc/dc变换器以及使用该双向绝缘型dc/dc变换器的智能网络的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双向绝缘型DC/DC变换器以及使用该双向绝缘型DC/DC变换器的智能网络，尤其是涉及一种包括通过绝缘型变压器耦合的2个逆变器的双向绝缘型DC/DC变换器以及使用该双向绝缘型DC/DC变换器的智能网络。
【背景技术】
[0002]包括多个直流电力系统的智能网络需要从直流电力有剩余的直流电力系统中将直流电力供应给直流电力不足的直流电力系统。此外，各直流电力系统中直流电力有时会有剩余有时会出现不足，直流电压会产生变动。因此，需要在各2个直流电力系统之间设置双向绝缘型DC/DC变换器。
[0003]作为双向绝缘型DC/DC变换器，有包括通过绝缘型变压器耦合的2个逆变器的双向绝缘型DC/DC变换器(参照例如专利文献I (日本专利特开2010-124549号公报))。
现有技术文献专利文献
[0004]专利文献I:日本专利特开2010-124549号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0005]但是，现有的双向绝缘型DC/DC变换器存在2个直流电力系统的直流电压之差发生较大变动时就无法稳定地供应接受直流电力的问题。
[0006]因此，本发明的主要目的在于提供一种双向绝缘型DC/DC变换器以及使用该双向绝缘型DC/DC变换器的智能网络，即使在2个直流电压之差发生较大变动的情况下，也能够稳定地供应接受直流电力。
解决技术问题所采用的技术方案
[0007]本发明所涉及的双向绝缘型DC/DC变换器是在第I及第2直流电路之间进行直流电力供应接受的双向绝缘型DC/DC变换器，包括:第I逆变器，其基于从第I直流电路接受的第I直流电压，生成第I交流基波电压;第2逆变器，其基于从第2直流电路接受的第2直流电压，生成频率与第I交流基波电压相同的第2交流基波电压;绝缘型变压器，其包含分别接受第I及第2交流基波电压且互相绝缘的初级绕组及次级绕组;脉冲宽度设定部，其基于第I及第2直流电压，对第I及第2交流基波电压中的至少任一个的脉冲宽度进行设定，使得第I及第2交流基波电压的电压差小于预先设定的值;相位差设定部，其对第I及第2交流基波电压的相位差进行设定，使得在第I及第2直流电路之间供应接受期望的直流电力；以及信号发生部，其基于脉冲宽度设定部及相位差设定部的设定结果，生成第I及第2逆变器的控制信号。
发明效果
[0008]本发明所涉及的双向绝缘型DC/DC变换器对第I及第2交流基波电压中的至少任一个的脉冲宽度进行设定，使得第I及第2交流基波电压的电压差小于规定值，并对第I及第2交流基波电压的相位差进行设定，使得在第I及第2直流电路之间供应接受期望的直流电力，基于设定结果，生成第I及第2逆变器的控制信号。因此，即使在2个直流电压之差发生较大变动的情况下，也能够沿期望的方向稳定地供应直流电力。
【发明内容】
【附图说明】
[0009 ]图1是表示本发明实施方式I的双向绝缘型DC/DC变换器的结构的框图。
图2是表示图1所示的逆变器的结构的电路图。
图3是表示图1所示的控制电路的主要部分的框图。
图4是用于说明图3所示的脉冲宽度设定部的动作的图。
图5是用于说明图3所示的脉冲宽度设定部的动作的其他图。
图6是表示图4及图5所示的2个交流基波电压的波形的图。
图7是用于说明图3所示的信号发生部的动作的图。
图8是用于说明图3所示的信号发生部的动作的其他图。
图9是用于说明图3所示的信号发生部的动作的另一其他图。
图10是表示本发明实施方式2的智能网络的结构的框图。
【具体实施方式】
[0010][实施方式I]
图1是表示本发明实施方式I的双向绝缘型DC/DC变换器的结构的电路框图。在图1中，该双向绝缘型DC/DC变换器包括:正电压端子T1，T3、负电压端子T2，T4、电流检测器IS1，IS2、电压检测器VS1，VS2、电容器C1，C2、逆变器1，2、电抗器L1，L2、绝缘型变压器3、控制电路4、以及驱动器DR1，DR2。
[0011]直流电路5连接到端子Tl、T2，直流电路6连接到端子T3、T4。例如，直流电路5包含生成直流电力的直流电源和由直流电力驱动的负载，直流电路6包含储存直流电力的储电装置。作为直流电源，包括太阳能发电机、风力发电机等。作为储电装置，包括LiPo(锂离子聚合物)电池、双电层电容器等。
[0012]直流电路5中直流电力有剩余时，双向绝缘型DC/DC变换器将剩余的直流电力供应给直流电路6;直流电路5中直流电力不足时，双向绝缘型DC/DC变换器将直流电路6的直流电力供应给直流电路5。此时，无论直流电路5的直流电压Ea和直流电路6的直流电压Eb高低如何，双向绝缘型DC/DC变换器都会进行直流电力的供应接受。
[0013]详细而言，绝缘型变压器3包含互相绝缘的初级绕组3a及次级绕组3b。初级绕组3a的匝数和次级绕组3b的匝数相同。初级绕组3a的一个端子经由电抗器LI，连接到逆变器I的交流端子lc，初级绕组3a的另一个端子连接到逆变器I的交流端子Id。次级绕组3b的一个端子经由电抗器L2，连接到逆变器2的交流端子2c，次级绕组3b的另一个端子连接到逆变器2的交流端子2d。
[0014]逆变器I的正电压端子Ia经由电流检测器ISl，连接到正电压端子Tl，逆变器I的负电压端子Ib连接到负电压端子T2。电流检测器ISl检测在逆变器I及直流电路5之间流动的直流电流，并将表示该检测值的信号提供给控制电路4。电压检测器VSl检测逆变器I的端子la、lb之间的直流电压Ea，并将表示该检测值的信号提供给控制电路4。
[0015]电容器Cl连接在逆变器I的端子la、lb之间，使端子la、Ib之间的直流电压Ea平滑及稳定。逆变器I由驱动器DRl的输出信号Φ 1、…控制，将正电压端子Ia及负电压端子Ib之间的直流电压Ea转换为交流基波电压Va，并输出到交流端子lc、ld之间。
[0016]逆变器2的正电压端子2a经由电流检测器IS2，连接到正电压端子T3，逆变器2的负电压端子2b连接到负电压端子T4。电流检测器IS2检测在逆变器2及直流电路6之间流动的直流电流，并将表示该检测值的信号提供给控制电路4。电压检测器VS2检测逆变器2的端子2a、2b之间的直流电压Eb，并将表示该检测值的信号提供给控制电路4。
[0017]电容器C2连接在逆变器2的端子2a、2b之间，使端子2a、2b之间的直流电压Eb平滑及稳定。逆变器2由驱动器DR2的输出信号Φ 11、...控制，将正电压端子2a及负电压端子2b之间的直流电压Eb转换为交流基波电压Vb，并输出到交流端子2c、2d之间。
[0018]控制电路4由例如微型计算机构成，基于电压检测器VSl、VS2及电流检测器ISl、IS2的输出信号，生成逆变器1、2的控制信号Φ 1、…。控制电路4基于电压检测器VS1、VS2的检测结果，对2个交流基波电压Va、Vb的脉冲宽度α、β进行设定，使得由逆变器1、2生成的交流基波电压Va、Vb的有效值一致。此外，控制电路4对2个交流基波电压Va、Vb的相位差Θ进行设定，使得期望的直流电力从选自直流电路5、6中的一个直流电路流入另一个直流电路。再者，控制电路4基于所设定的脉冲宽度α、β及相位差Θ，生成逆变器1、2的控制信号Φ1、…。
[0019]驱动器DRl放大逆变器I的控制信号Φ1、…，并供应给逆变器I。驱动器DR2放大逆变器2的控制信号Φ 11、...，并供应给逆变器2。
[0020]图2是表示逆变器1、2的结构的电路图。在图2中，逆变器I包含IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)Q1?Q4以及二极管Dl?D4JGBT Q1、Q2的集电极均连接到正电压端子la，其栅极分别接收控制信号Φ1、Φ 2，其发射极分别连接到交流端子Ic、Id。IGBT Q3、Q4的集电极分别连接到交流端子Ic、Id，其栅极分别接收控制信号/ Φ 1、/ Φ 2，其发射极均连接到负电压端子Ib。二极管Dl?D4分别反并联连接到IGBT Ql?Q4。
[0021]控制信号φ 1、/φ 1、Φ2、/Φ2分别为PWM(Pulse Width Modulat1n，脉冲宽度调制)信号，是规定频率(例如ΙΟΚΗζ)的矩形波信号。控制信号/Φ1、/Φ2分别为控制信号Φ1、Φ 2的反转信号。因此，IGBT Ql和Q3不会同时导通，IGBT Q2和Q4不会同时导通。
[0022]IGBT Ql、Q4导通时，电流经由IGBT Ql、电抗器L1、初级绕组3a及IGBT Q4，从正电压端子Ia流入负电压端子lb。此外，IGBT Q2、Q3导通时，电流经由IGBT Q2、初级绕组3a、电抗器LI及IGBT Q3，从正电压端子Ia流入负电压端子lb。因此，利用控制信号Φ 1、/Φ1、Φ
2、/Φ2控制