一种功率变换电路及控制方法技术

本发明专利技术提供了一种功率变换电路及控制方法，功率变换电路包括第一功率电路、第二功率电路、开关电路和主回路开关组成的主回路，以及采样电路、放电电路和软启电路组成的辅助回路；其中，辅助回路中增加软启开关控制软启电路的通断，在开关电路控制第一功率电路和第二功率电路进行串联模式或并联模式切换时，当软启开关和主回路开关断开，可以使第二端口与内部电路完全断开，对内部电容进行放电和串并联切换不会影响第二端口电压，不会导致第二端口负载损坏，同时，放电时第二端口的储能元件也不会对内部电容进行充电，可以将内部电池电压完全泄放。完全泄放。完全泄放。

A power conversion circuit and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种功率变换电路及控制方法


[0001]本专利技术属于电力电子
，尤其涉及一种功率变换电路及控制方法。

技术介绍

[0002]传统功率变换电路如图1所示，为实现宽恒功率电压范围，一般通过控制开关K1、K2、K3的开关状态，使功率电路1和功率电路2的输出工作在串联或并联模式。当输出电压较低时，K1断开，K2，K3闭合，功率电路1和功率电路2工作在并联模式；当输出电压较高时，K1闭合，K2，K3断开，功率电路1和功率电路2工作在串联模式。
[0003]现有技术的缺陷：
[0004]一般主回路滤波电路至少包含滤波电容和滤波电感，且滤波电容的容量比C1，C2小很多。当工作在并联模式时，滤波电容两端电压与C1，C2两端电压相同，工作在串联模式时，滤波电容两端电压为C1，C2两端电压之和。因此，工作模式由并联模式切换到串联模式时，滤波电容两端电压会冲高，此高压会通过软启电路反灌到DC端口，可能损坏与DC端口相连的负载。串联模式转并联模式时，如果C1，C2两端电压不一致，会有较大电流流过切换开关K2，K3，严重时可能导致K2，K3触点粘连。因此希望切换开关K1，K2，K3动作前把电容C1，C2和滤波电容上的电量泄放干净。但是当DC+，DC－接电池等储能元件时，尽管断开了主回路开关K4，但在对C1，C2和滤波电容放电的同时，电池也在通过软启电路对电容进行充电，因此很难将内部电容电量完全泄放。此外，现有技术方案中也存在电压采样方案缺陷：并联模式，上半支路、下半支路电压相同，为采样电路1或采样电路2的输出结果；串联模式，采样电路1的结果为下半支路电压，采样电路2减去采样电路1的结果为上半支路电压。但是当K1，K2，K3都断开时，上半支路电压无法采样到，因此无法判断该情况下电容C1的放电情况。最后，K1，K2，K3都断开时，放电电路无法对C1，C2放电。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种功率变换电路及控制方法。旨在解决现有技术方案中功率变换电路为实现宽恒功率电压范围在模式切换过程中不能将电容电量完全泄放，导致开关粘连的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：
[0007]本专利技术第一方面提供一种功率变换电路，用于实现第一端口和第二端口之间的功率传输，功率变换电路包括：主回路和辅助回路；其中：
[0008]主回路包括第一功率电路、第二功率电路、开关电路以及主回路开关；
[0009]第一功率电路和第二功率电路，用于实现功率变换电路中的功率变换，其中，第一功率电路的输出端并联连接有第一输出电容，第二功率电路的输出端并联连接有第二输出电容；
[0010]开关电路，用于实现第一功率电路和第二功率电路之间串联模式或并联模式的切换；
[0011]主回路开关，用于控制主回路的通断；
[0012]辅助回路包括采样电路、放电电路、软启电路和软启开关；
[0013]采样电路，用于对所述第一输出电容和所述第二输出电容的电容电压进行采样；
[0014]放电电路，用于对第一输出电容和第二输出电容的电容电量进行泄放；
[0015]软启电路，用于在主回路开关关闭时，对主回路进行软启控制；
[0016]软启开关，用于控制软启电路的通断。
[0017]进一步地，采样电路包括：
[0018]第一采样电路，用于采样获得第二输出电容的电压；
[0019]第二采样电路，用于采样获得第一输出电容的正极电压；
[0020]第三采样电路，用于采样获得第一输出电容的负极电压。
[0021]进一步地，还包括滤波电路，滤波电路设置于主回路中，用于滤除输出电压中的纹波。
[0022]进一步地，第一功率变换电路和第二功率变换电路位于第一端口处分别连接独立母线，或共用同一条母线。
[0023]进一步地，还包括辅助电源，辅助电源连接于第二端口处，第二端口用于连接储能设备，其中，所述辅助电路还可连接于其他供电电源。
[0024]进一步地，还包括平衡电路，平衡电路并联连接于第一输出电容的两端，用于平衡第一输出电容和第二输出电容上的阻抗。
[0025]进一步地，放电电路包括第一放电电路、第二放电电路和第三放电电路，
[0026]第一放电路，并联连接于主回路中，用于在开关电路连通时对第一输出电容和第二输出电容进行放电；
[0027]第二放电电路，并联连接于第一输出电容的两端，用于在开关电路关闭时对第一输出电容放电；
[0028]第三放电电路，并联连接于第二输出电容的两端，用于在开关电路关闭时对第二输出电容放电。
[0029]本专利技术第二方面提供一种控制方法，应用于如上的功率变换电路，用于实现功率变换电路的开机过程，控制方法包括：
[0030]控制主回路开关和软启开关进入断开状态，放电电路对第一输出电容、第二输出电容进行放电；
[0031]在放电结束时根据目标工作模式控制开关电路的通断，并控制软启开关进入导通状态，对第一输出电容、第二输出电容进行预充电；
[0032]在预充电完成时控制主回路开关进入导通状态，并控制第一功率电路和第二功率电路进入开启状态。
[0033]本专利技术第三方面提供一种控制方法，应用于如上的功率变换电路，用于实现功率变换电路的工作模式变换过程，控制方法包括：
[0034]在功率变换电路为开机状态时，控制第一功率电路和第二功率电路进入关闭状态，以及控制主回路开关和软启开关进入断开状态，放电电路对第一输出电容、第二输出电容进行放电；
[0035]在第一输出电容、第二输出电容的电容电压小于电容电压阈值时，控制开关电路
的通断，触发切换第一功率电路与第二功率电路的连接模式；其中，连接模式包括串联模式以及并联模式；
[0036]控制软启开关进入导通状态，对第一输出电容、第二输出电容进行充电，然后在充电电压达到充电电压阈值时导通主回路开关，并控制第一功率电路和第二功率电路进入开启状态。
[0037]本专利技术第四方面提供一种控制方法，应用于如上的功率变换电路，用于实现功率变换电路的关机过程，控制方法包括：
[0038]控制第一功率电路和第二功率电路进入关闭状态，功率变换电路中的电流逐渐减小；
[0039]当主回路开关和软启开关通过的电流均减小到电流阈值时，控制放电电路对第一输出电容和第二输出电容进行放电，完成功率变换电路的关闭。
[0040]本专利技术中提供一种功率变换电路及控制方法，与现有技术相比，有益效果在于：功率变换电路包括第一功率电路、第二功率电路、开关电路和主回路开关组成的主回路，以及采样电路、放电电路和软启电路组成的辅助回路，其中软启电路配置有软启开关；基于该功率变换电路采用的控制方法，使在开关电路控制第一功率电路和第二功率电路进行串联/并联模式切换时，当软启开关和主回路开关断开，可以使第三端口与内部电路完全断开，对内部电容进行放电和串并联切换不会影响第二端口电压，不会本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率变换电路，用于实现第一端口和第二端口之间的能量传输，其特征在于，包括：主回路和辅助回路；其中：所述主回路包括第一功率电路、第二功率电路、开关电路以及主回路开关；所述第一功率电路和所述第二功率电路，用于实现功率变换电路中的功率变换，其中，所述第一功率电路的输出端并联连接有第一输出电容，所述第二功率电路的输出端并联连接有第二输出电容；所述开关电路，用于实现第一功率电路和第二功率电路之间串联模式或并联模式的切换；所述主回路开关，用于控制所述主回路的通断；所述辅助回路包括采样电路、放电电路、软启电路和软启开关；所述采样电路，用于对所述第一输出电容以及所述第二输出电容的电容电压进行采样；所述放电电路，用于对所述第一输出电容和所述第二输出电容的电容电量进行泄放；所述软启电路，用于在所述主回路开关关闭时，对所述主回路进行软启控制；所述软启开关，用于控制所述软启电路的通断。2.根据权利要求1的功率变换电路，其特征在于，所述采样电路，包括：第一采样电路、第二采样电路和第三采样电路；所述第一采样电路，用于采样获取所述第二输出电容的电压；所述第二采样电路，用于采样获取所述第一输出电容的正极电压；所述第三采样电路，用于采样获取所述第一输出电容的负极电压。3.根据权利要求1的功率变换电路，其特征在于，还包括滤波电路，所述滤波电路设置于所述主回路中，用于滤除输出电压中的纹波。4.根据权利要求2的功率变换电路，其特征在于，所述第一功率变换电路和所述第二功率变换电路位于所述第一端口处分别连接独立母线，或共用同一条母线。5.根据权利要求3的功率变换电路，其特征在于，还包括辅助电源，所述辅助电源连接于所述第二端口处，所述第二端口用于连接储能设备，其中，所述辅助电源还可连接于其他供电电源。6.根据权利要求4的功率变换电路，其特征在于，还包括平衡电路，所述平衡电路并联连接于所述第一输出电容的两端，用于平衡所述第一输出电容和所述第二输出电容上的阻抗。7.根据权利要求5的功率变换电路，其特征在于，所述放电电路包括第一放电电路、第二放电电路和第三放电电路；所述第一放电路，并联连接于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽敏，雷彪，卢楷轩，吕华军，
申请(专利权)人：深圳英飞源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：