【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子变换，特别涉及一种耦合电感双向dc-dc变换器及控制系统。
技术介绍
1、随着可再生能源的发展，开发一个多端口双向dc-dc变换器拓扑来控制模块之间的功率流是必要的，如光伏、电池、储能系统、负载和电网等。
2、双向dc-dc变换器分为隔离型和非隔离型两类拓扑。在隔离方案中，4个及以上的开关增加了生产成本并降低了转换效率；在非隔离方案中，拓扑结构遭受高电压和电流应力。
3、双向dc-dc变换器传统的控制方式为模拟电路pid控制，该控制方式的响应时间较长，对干扰没有鲁棒性，系统整体稳定性较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种耦合电感双向dc-dc变换器及控制系统，以解决
技术介绍
中的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耦合电感双向dc-dc变换器及控制系统，包括：低压直流电源vl、低压侧电容c1、耦合电感l1和l2、功率开关管s1和s2、高压侧电容c2、高压直流电源vh；
3、低压侧电容c1的正极同时与耦合电感l1的第一端及低压直流电源vl的正极相连；低压侧电容c1的负极同时与低压直流电源vl的负极、功率开关管s1的源极、高压侧电容c2的负极、高压直流电源vh的负极相连；
4、功率开关管s1的漏极与耦合电感l2的第二端相连；功率开关管s2的漏极同时与高压直流电源vh的正极和高压侧电容c2的正极相连；功率开关管s2的源极同时与耦合电感l1的第二端和耦合电感l2的第一端相连。p>
5、在一种实施方式中，所述变换器的功率双向传输，能量从低压直流电源vl向高压直流电源vh传输时为升压模式，能量从高压直流电源vh向低压直流电源vl传输时为降压模式。
6、在一种实施方式中，所述升压模式的工作模态一为：低压直流电源vl通过功率开关管s1向耦合电感l1、l2传输能量，同时高压侧电容c2向高压直流电源vh传输能量；所述升压模式的工作模态二为：低压直流电源vl和耦合电感l1通过功率开关管s2向高压侧电容c2和高压侧电源vh传输能量。
7、在一种实施方式中，所述降压模式的工作模态一为：高压直流电源vh通过功率开关管s2向耦合电感l1、l2、低压直流电源vl传输能量；所述降压模式的工作模态二为：耦合电感l1、l2通过功率开关管s1向低压直流电源vl传输能量，同时高压直流电源vh向高压侧电容c2传输能量。
8、本专利技术还提供一种耦合电感双向dc-dc变换器的控制系统，所述控制系统包括dsp、高压侧电压采样电路、低压侧电压采样电路、电感电流采样电路、隔离驱动电路；升压模式时所述高压侧电压采样电路和电感电流采样电路分别采集高压侧电压和电感电流信息，降压模式时所述低压侧电压采样电路和电感电流采样电路分别采集低压侧电压和电感电流信息；上述信息送入dsp的a/d引脚，通过调用dsp内部的模块处理后得到pwm信号，再将其送入隔离驱动电路中。
9、在一种实施方式中，所述隔离驱动电路有两个，分别与两个功率开关管连接，所述功率开关管接收所述隔离驱动电路的信号，用于控制所述功率开关管的导通与关断。
10、在一种实施方式中，所述升压模式时，高压侧电压采样电路和电感电流采样电路分别采集高压侧电压和电感电流信息，将所述信息送入dsp的a/d引脚，通过dsp内部的adc模块读取电压电流信息并对其做过压过流判定，若判定为过压过流，则停止输出pwm信号；若判定为正常工作模式，则执行峰值电流模式控制；
11、降压模式时的控制方式与升压模式类似，两者的区别在于降压模式时采集的电压信息为低压侧电压信息。
12、本专利技术提供的一种耦合电感双向dc-dc变换器及控制系统，电路结构元件数量少，效率高，体积小；耦合电感的使用明显的降低了功率开关管的电压应力和电流应力。另外，本专利技术提出的dsp峰值电流模式控制方式具有灵活性高、抗干扰能力强、外部接口故障检测快、响应速度快等优势。
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1.一种耦合电感双向DC-DC变换器，其特征在于，包括：低压直流电源VL、低压侧电容C1、耦合电感L1和L2、功率开关管S1和S2、高压侧电容C2、高压直流电源VH；
2.如权利要求1所述的耦合电感双向DC-DC变换器，其特征在于，所述变换器的功率双向传输，能量从低压直流电源VL向高压直流电源VH传输时为升压模式，能量从高压直流电源VH向低压直流电源VL传输时为降压模式。
3.如权利要求2所述的耦合电感双向DC-DC变换器，其特征在于，所述升压模式的工作模态一为：低压直流电源VL通过功率开关管S1向耦合电感L1、L2传输能量，同时高压侧电容C2向高压直流电源VH传输能量；所述升压模式的工作模态二为：低压直流电源VL和耦合电感L1通过功率开关管S2向高压侧电容C2和高压侧电源VH传输能量。
4.如权利要求2所述的耦合电感双向DC-DC变换器，其特征在于，所述降压模式的工作模态一为：高压直流电源VH通过功率开关管S2向耦合电感L1、L2、低压直流电源VL传输能量；所述降压模式的工作模态二为：耦合电感L1、L2通过功率开关管S1向低压直流电源VL传输
5.一种基于权利要求1-4任一项所述耦合电感双向DC-DC变换器的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括DSP、高压侧电压采样电路、低压侧电压采样电路、电感电流采样电路、隔离驱动电路；升压模式时所述高压侧电压采样电路和电感电流采样电路分别采集高压侧电压和电感电流信息，降压模式时所述低压侧电压采样电路和电感电流采样电路分别采集低压侧电压和电感电流信息；上述信息送入DSP的A/D引脚，通过调用DSP内部的模块处理后得到PWM信号，再将其送入隔离驱动电路中。
6.如权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述隔离驱动电路有两个，分别与两个功率开关管连接，所述功率开关管接收所述隔离驱动电路的信号，用于控制所述功率开关管的导通与关断。
7.如权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述升压模式时，高压侧电压采样电路和电感电流采样电路分别采集高压侧电压和电感电流信息，将所述信息送入DSP的A/D引脚，通过DSP内部的ADC模块读取电压电流信息并对其做过压过流判定，若判定为过压过流，则停止输出PWM信号；若判定为正常工作模式，则执行峰值电流模式控制；
...【技术特征摘要】
1.一种耦合电感双向dc-dc变换器，其特征在于，包括：低压直流电源vl、低压侧电容c1、耦合电感l1和l2、功率开关管s1和s2、高压侧电容c2、高压直流电源vh；
2.如权利要求1所述的耦合电感双向dc-dc变换器，其特征在于，所述变换器的功率双向传输，能量从低压直流电源vl向高压直流电源vh传输时为升压模式，能量从高压直流电源vh向低压直流电源vl传输时为降压模式。
3.如权利要求2所述的耦合电感双向dc-dc变换器，其特征在于，所述升压模式的工作模态一为：低压直流电源vl通过功率开关管s1向耦合电感l1、l2传输能量，同时高压侧电容c2向高压直流电源vh传输能量；所述升压模式的工作模态二为：低压直流电源vl和耦合电感l1通过功率开关管s2向高压侧电容c2和高压侧电源vh传输能量。
4.如权利要求2所述的耦合电感双向dc-dc变换器，其特征在于，所述降压模式的工作模态一为：高压直流电源vh通过功率开关管s2向耦合电感l1、l2、低压直流电源vl传输能量；所述降压模式的工作模态二为：耦合电感l1、l2通过功率开关管s1向低压直流电源vl传输能量，同时高压直流电源...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄邻霖，纪飞，管月，杨利军，邓文涛，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十八研究所，
类型：发明
国别省市：
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