(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书 | ||
(10)申请公布号 CN 108054922 A (43)申请公布日 2018.05.18 | ||
(21)申请号 CN201711488985.7
(22)申请日 2017.12.29
(71)申请人 深圳青铜剑科技股份有限公司
地址 518057 广东省深圳市高新区南区南环路29号留学生创业大厦二期22楼
(72)发明人 王运 何强 蒋成明 于洋 雷仕建
(74)专利代理机构 深圳新创友知识产权代理有限公司
代理人 程丹
(51)Int.CI
权利要求说明书 说明书 幅图 |
(54)发明名称
(57)摘要
法律状态
电动车电池价格法律状态公告日 | 法律状态信息 | 法律状态 |
权 利 要 求 说 明 书
1.一种燃料电池直流-直流变换器,其特征在于,包括:连接直流输入端的滤波储能电容,并联的第一BUCK释能复合电路和第二BUCK释能复合电路,第一BUCK释能复合电路后级的第一全桥电路,第二BUCK释能复合电路后级的第二全桥电路,以及与所述第一全桥电路和所述第二全桥电路串联的BOOST升压电路;
所述第一BUCK释能复合电路包括功率开关管Q1和Q2、电感L1和电容C1;所述功率开关管Q1的一端与所述滤波储能电容的正端连接,另一端与功率开关管Q2和电感L1连接,所述电感L1和所述电容C1串联后与所述功率开关管Q2并联,所述功率开关管Q2的另一端及所述电容C1的另一端与所述滤波储能电容的负端连接;
所述第二BUCK释能复合电路包括功率开关管Q3和Q4、电感L2和电容C2;所述功率开关管Q3的一端与所述滤波储能电容的正端连接,另一端与功率开关管Q4和电感L2连接,所述电感L2和所述电容C2串联后与所述功
率开关管Q4并联,所述功率开关管Q4的另一端及所述电容C2的另一端与所述滤波储能电容的负端连接;
所述第一全桥电路和所述第二全桥电路包括:全桥逆变电路、隔离变压器、全桥整流电路,所述隔离变压器原边绕组的两端与全桥逆变电路连接,副边绕组的两端与全桥整流电路连接。
2.如权利要求1所述的直流-直流变换器,其特征在于,
所述第一全桥电路包括:由功率开关管S1、S2、S3、S4及其谐振电容Cs1、Cs2、Cs3、Cs4和功率开关管S4的LC支路Ca1、La1组成的全桥逆变电路,隔离变压器T1、由二极管DR1、DR2、DR3、DR4组成的全桥整流电路;
所述第二全桥电路包括:由功率开关管S5、S6、S7、S8及其谐振电容Cs5、Cs6、Cs7、Cs8和功率开关管S8的LC支路Ca2、La2组成的全桥逆变电路、隔离变压器T2、由二极管DR5、DR6、DR7、DR8组成的全桥整流电路。
3.如权利要求1所述直流-直流变换器,其特征在于,所述BOOST升压电路包括三电平BOOST升压电路,所述三电平BOOST升压电路包括:储能电感L3、功率开关管Q5和Q6、电容C3和C4、二极管D1和D2;所述储能电感L3的一端与第一全桥电路连接,功率开关管Q5和Q6串联,二极管D1、电容C3、电容C4及二极管D2串联,功率
开关管Q5和二极管D1的阳极共同接入储能电感L3的另一端,功率开关管Q6和二极管D2的阴极共同接入第二全桥电路;功率开关管Q5和Q6的中点与电容C3和电容C4的中点连接。
4.如权利要求1所述的直流-直流变换器,其特征在于,所述滤波储能电容包括至少2个并联的电容;所述功率开关管Q1、Q2、Q3、Q4各包括至少2个并联的SiC-MOSFET管。
5.一种燃料电池直流-直流变换器的控制方法,其特征在于,采用如权利要求1-4任一所述的直流-直流变换器,所述并联的第一BUCK释能复合电路和第二BUCK释能复合电路采用PWM控制,所述功率开关管Q1和功率开关管Q3交错180°导通;当燃料电池内部电荷积聚达到设定阈值,控制功率开关管Q1和功率开关管Q3常通,再控制控制功率开关管Q2和Q4栅极电压,使其工作在线性放大区。
6.如权利要求5所述的控制方法,其特征在于,采样流经隔离变压器的电流并整成直流,将电流基准值与采样值作差,输入PI调节器并作输出;若输出值达到限幅值超过设定的次数,则触发偏磁故障;若输出值未达到限幅值或达到限幅值未超过设定的次数,则PI调节器将输出值叠加至全桥控制移相角。
7.如权利要求5所述的控制方法,其特征在于,所述三电平BOOST升压电路采用中点电压控制,采样输出电压Uout及下电容电压U2,并计算出上电容两端电压U1,分别将上电容电压U1及下电容电压U2与中点电压基准值U0作差输入PI调节器,对三电平BOOST控制占空比进行微调,从而在控制方面实现输出上下电容的均压。
8.如权利要求5所述的控制方法,其特征在于,采样输出电压Uout并进行滤波,将电压基准值与输出采样值作差,输入增量式PI调节器,并对PI调节器输出值进行限幅;若PI调节器输出值大于1,则所述直流-直流变换器进入升压模式,全桥控制给定最小移相角,PI调节器输出值减1后给定BOOST升压电路控制,实现全桥电路与BOOST升压电路的层叠控制;若PI调节器输出值不大于1,则所述直流-直流变换器进入降压模式,PI调节器输出值给定全桥控制移相角,BOOST升压电路开关管常关。
9.如权利要求5所述的控制方法,其特征在于,采样输入电压及BUCK释能复合电路的输出电压并进行滤波;若输入电压大于电压临界值,则电压临界值与BUCK释能复合电路的输出采样值作差,输入PI调节器并对PI调节器输出值进行限幅,将BUCK释能复合电路的输出电压控制在电压临界值;若输入电压不大于电压临界值,则BUCK释能复合电路的MOS管常通,BUCK释能复合电路的输出电压为所述直流-直流变换器的输入电压。
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