一种燃料电池DC/DC变换装置及其控制方法，该装置包括用于实现升压的升压斩波电路，以及实现隔离和降压的全桥直流变换器，升压斩波电路输入端连接于燃料电池，输出端连接于全桥直流变换器，全桥直流变换器输出端连接于负载电路，当该燃料电池输出电压在燃料电池开路电压与一预设值之间时，升压斩波电路停止工作，由全桥直流变换器给负载电路进行电力变换，当燃料电池输出电压小于预设值Vr1时，升压斩波电路将升压斩波电路的输出电压提高至预设值。当燃料电池的输出电压小于预设定值Vr2时，DC/DC变换装置将减小输出使燃料电池的电压不低于预设定值Vr2。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种DC/DC变换装置，特别涉及一种燃料电池的DC/DC变换装置及其控制方法。
技术介绍
燃料电池是将储存在燃料和氧化剂中的化学能，直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。燃料电池备用电源已经开始在一些行业如通信行业中使用。虽然燃料电池产生的是直流电，但是电压变化范围随负载波动较大，所以燃料电池一般不直接给通信负载供电。现有的技术通常将燃料电池产生的直流电经过DC/DC变换后给通信负载。当燃料电池开路电压高于通信电源电压，同时额定工作电压低于通信电源电压时，需要对燃料电池输出的直流电做升压和降价变换。例如专利技术专利201110170153，5只能实现燃料电池的升压。已有的通信直流变换装置不能满足在大范围直流输入下工作在升压状态和降压状态的要求。单个直流变换或者简单的将升压直流变换装置与降压直流装置串联使用，整体变换的效率很难达到预定要求。并且燃料电池随着使用时间的增加，最大功率将缓慢降低。当燃料电池衰减后的最大功率低于直流变换装置的限定功率时，负载短时的突变可能使直流变换装置输入端电压低于欠压点进入欠压保护，然后重启，并重复该过程。这样的短时往复重启会影响系统的正常工作以及系统的寿命。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种燃料电池DC/DC变换装置，其能够实现升压变换也能够实现降压变换，同时能够保证系统效率的燃料电池DC/DC变换装置。本专利技术的另一目的在于提供一种燃料电池DC/DC变换装置，其包括用于实现升压的升压斩波电路，以及实现隔离和降压的全桥直流变换器，所述升压斩波电路能够将输入电压变换为一个稳定的输出电压给所述全桥直流变换器，让所述全桥直流变换器电路工作在较优的工作点，防止所述全桥直流变换器的输入出现大范围波动，从而从硬件保证了电路能够实现直流升压和降压功能的同时提高了整体系统的效率。本专利技术的另一目的在于提供一种燃料电池DC/DC变换装置，其中所述全桥直流变换器电路采用功率变压器实现输入与输出的隔离，防止应用的负载电路与燃料电池之间的干扰。本专利技术的另一目的在于提供一种燃料电池DC/DC变换装置，其中当所述燃料电池输出电压足够高时，所述升压斩波电路不工作，整个系统由所述全桥直流变换器给负载电路进行电力变换，减少了变换的环节，客服了低功率情况下系统效率低的缺点。本专利技术的另一目的在于提供一种燃料电池DC/DC变换装置，其中当所述燃料电池输出电压低于预定的数值时，所述升压斩波电路进行升压调节，使燃料电池工作在欠压点之上，从而提闻系统的稳定性。为达到以上目的，本专利技术提供一种燃料电池DC/DC变换装置，其包括用于实现升压的升压斩波电路，以及实现隔离和降压的全桥直流变换器，所述升压斩波电路的输入端连接于燃料电池，输出端连接于所述全桥直流变换器，所述全桥直流变换器的输出端连接于负载电路，当所述燃料电池的输出电压在所述燃料电池的开路电压与一预设值Vrl之间时，所述升压斩波电路停止工作，由所述全桥直流变换器给所述负载电路进行电力变换，当所述燃料电池的输出电压小于所述预设值Vrl时，所述升压斩波电路将所述升压斩波电路的输出电压提高至所述预设值。根据本专利技术的一个实施例，所述燃料电池DC/DC变换装置还包括用于检测所述燃料电池输出电压以及所述升压斩波电路的输出电压的第一检测电路，以及用于检测所述燃料电池DC/DC变换装置的输出电压和电流的第二检测电路，以及控制器，所述控制器分析处理所述第一检测电路以及所述第二检测电路检测到的数据并控制所述升压斩波电路以及所述全桥直流变换器的操作。根据本专利技术的一个实施例，所述第一检测电路包括用于检测所述燃料电池输出电压的第一电压检测电路，以及用于检测所述升压斩波电路的输出电压的第二电压检测电路，所述第一电压检测电路的一端连接于所述燃料电池与所述升压斩波电路之间，另一端与所述控制器连接，所述第二电压检测电路一端连接于所述升压斩波电路与所述全桥直流变换器，另一端与所述控制器连接。根据本专利技术的一个实施例，所述第二检测电路包括检测所述燃料电池DC/DC变换装置的输出电流的电流检测电路，以及用于检测所述燃料电池DC/DC变换装置的输出电压的第三电压检测电路，所述电流检测电路一端连接于所述全桥直流变换器与所述负载电路之间，另一端与所述控制器连接，所述第三电压检测电路一端连接于所述全桥直流变换器与所述负载电路之间，另一端连接于所述控制器。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器包括控制芯片，以及用于对所述升压斩波电路和所述全桥直流变换器中的场效应管控制信号进行驱动隔离的脉宽调制驱动隔离电路，所述控制芯片与所述第一检测电路和所述第二检测电路连接，以计算出所述升压斩波电路和所述全桥直流变换器中的场效应管控制的开关时间，并将信号传给所述脉宽调制驱动隔离电路，所述脉宽调制驱动隔离电路将招收到的所述信号进行隔离变换。根据本专利技术的一个实施例，所述升压斩波电路包括储能电感，防反二极管，场效应开关管和滤波电容，所述的储能电感一端与所述燃料电池连接，另外一端连接在所述场效应开关管的漏极与所述防反二极管的阳极之间，所述防反二极管的阴极连接在所述滤波电容的正极与所述全桥直流变换器的输入端之间，所述场效应开关管的门极与所述脉宽调制驱动隔离电路连接，所述场效应开关管的源极连接在所述燃料电池与所述滤波电容的负极之间，所述滤波电容的负极与所述全桥直流变换器连接。根据本专利技术的一个实施例，所述全桥直流变换器包括可操作地连接的场效应管，隔直电容，功率变压器，半桥整流二极管，滤波电感，滤波电阻，以及滤波电容。根据本专利技术的一个实施例，所述全桥直流变换器的所述场效应管包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管和第四场效应管，所述半桥整流二极管包括第一半桥整流二极管、第二半桥整流二极管、第三半桥整流二极管和第四半桥整流二极管，所述滤波电感包括第一滤波电感以及第二滤波电感，所述的第二场效应管的漏极位于所述升压斩波电路的滤波电容的正极与所述第一场效应管的漏极之间，所述第二场效应管的源极位于所述隔直电容与所述第三场效应管的漏极之间，所述第二场效应管的源极位于所述功率变压器的第一脚与所述第四场效应管的漏极之间，所述第三场效应管源极位于所述升压斩波电路的滤波电容的负极与所述第四场效应管的源极之间，所述隔直电容一端位于所述第一场效应管的源极与所述第三场效应管的漏极之间，另外一端与所述功率变压器第二脚连接，所述第一半桥整流二极管的阴极与所述功率变压器第十脚连接，阳极位于所述第二半桥整流二极管的阳极与所述第二滤波电感之间，所述第二半桥整流二极管的阴极与所述功率变压器第七脚连接，所述第三半桥整流二极管的阴极与所述功率变压器第六脚连接，阳极位于所述第四半桥整流二极管的阳极与所述第一滤波电感之间，所述第四半桥整流二极管的阴极与所述功率变压器第三脚连接，所述第二滤波电感一端位于所述第一半桥整流二极管的阳极与所述第二半桥整流二极管的阳极之间，另外一端位于所述第一滤波电感与所述全桥直流变换器的所述滤波电容的负极之间，所述滤波电阻的一端位于所述第一滤波电感与所述全桥直流变换器的所述滤波电容负极之间，另外一端位于所述全桥直流变换器的所述滤波电容与所述功率变压器第四脚之间，所述功率变压器第四脚位于所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种燃料电池DC/DC变换装置，其特征在于，包括：用于实现升压的升压斩波电路，以及实现隔离和降压的全桥直流变换器，所述升压斩波电路的输入端连接于燃料电池，输出端连接于所述全桥直流变换器，所述全桥直流变换器的输出端连接于负载电路，当所述燃料电池的输出电压在所述燃料电池的开路电压与一预设值Vr1之间时，所述升压斩波电路停止工作，由所述全桥直流变换器给所述负载电路进行电力变换，当所述燃料电池的输出电压小于所述预设值Vr1时，所述升压斩波电路将所述升压斩波电路的输出电压提高至所述预设值；当燃料电池的输出电压小于预设定值Vr2时，DC/DC变换装置将减小输出使燃料电池的电压不低于预设定值Vr2。。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：左彬，李骁，赵锋，
申请(专利权)人：武汉众宇动力系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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