[發(fā)明專利]一種基于超級電容器儲能系統(tǒng)的雙向DC/DC變換器拓撲

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610015017.3
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105634288A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾志輝;王曉衛(wèi);韋延方;高慶華;楊曉邦;張蛟龍
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學
• 主分類號: H02M3/338
• 分類號: H02M3/338
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于超級電容器儲能系統(tǒng)的雙向DC/DC變換器拓撲，所述的雙向DC/DC變換器拓撲是基于超級電容器儲能系統(tǒng)進行設(shè)計的，通過級聯(lián)雙向Buck/Boos-LLCDC/DC變換器實現(xiàn)超級電容器儲能系統(tǒng)在能量存儲、釋放過程中的正向流動和反向流動，實現(xiàn)系統(tǒng)功率輸出和電壓的穩(wěn)定調(diào)節(jié)，其特征為：

該拓撲包括超級電容器儲能單元、雙向Buck/BoostDC/DC變換器、由開關(guān)網(wǎng)絡(luò)/整流網(wǎng)絡(luò)、LLC諧振網(wǎng)絡(luò)以及整流網(wǎng)絡(luò)/開關(guān)網(wǎng)絡(luò)組成的雙向全橋LLC諧振DC/DC變換器，直流母線電壓端口、應用系統(tǒng)、電壓檢測、電流檢測及中央處理單元；其中，超級電容器儲能單元輸出端口IO1與雙向Buck/BoostDC/DC變換器左端口IO2相連；雙向Buck/BoostDC/DC變換器右端口IO3連接開關(guān)網(wǎng)絡(luò)/整流網(wǎng)絡(luò)左端口IO4，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)/整流網(wǎng)絡(luò)右端口IO5連接LLC諧振網(wǎng)絡(luò)的左端口IO6，LLC諧振網(wǎng)絡(luò)右端口IO7連接整流網(wǎng)絡(luò)/開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的左端口IO8，整流網(wǎng)絡(luò)/開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的右端口IO9連接直流母線電壓端口左端口IO10；直流母線電壓端口右端口IO11外接應用系統(tǒng)；對雙向Buck/BoostDC/DC變換器和由開關(guān)網(wǎng)絡(luò)/整流網(wǎng)絡(luò)、LLC諧振網(wǎng)絡(luò)以及整流網(wǎng)絡(luò)/開關(guān)網(wǎng)絡(luò)組成的雙向全橋LLC諧振DC/DC變換器進行電壓檢測、電流檢測，獲得的電壓信號、電流信號反饋送至中央處理單元，提供的信號均用于實時控制。

2.權(quán)利要求1所述的一種基于超級電容器儲能系統(tǒng)的雙向DC/DC變換器拓撲工作在功率正向流動情況下，超級電容器儲能單元中超級電容器放電，為雙向Buck/BoostDC/DC變換器提供功率為10KW，電壓變化范圍為200～400V的不穩(wěn)定直流電源，電源經(jīng)過Boost升壓工作模式下的雙向Buck/BoostDC/DC變換器，獲得功率為10KW，電壓為800V的穩(wěn)定直流電壓源，之后，穩(wěn)定直流電壓源流入由開關(guān)網(wǎng)絡(luò)/整流網(wǎng)絡(luò)、LLC諧振網(wǎng)絡(luò)和整流網(wǎng)絡(luò)/開關(guān)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的雙向全橋LLC諧振DC/DC變換器后，經(jīng)過變換器電壓調(diào)節(jié)后，獲得功率為10KW，電壓為1000V的穩(wěn)定直流電源流出，為直流母線電壓端口提供恒定直流電壓。

3.權(quán)利要求1所述的一種基于超級電容器儲能系統(tǒng)的雙向DC/DC變換器拓撲工作在功率反向流動情況下，直流母線電壓端口從外接系統(tǒng)獲得功率為10KW，電壓為1000V的穩(wěn)定直流電壓源，流入由開關(guān)網(wǎng)絡(luò)/整流網(wǎng)絡(luò)、LLC諧振網(wǎng)絡(luò)和整流網(wǎng)絡(luò)/開關(guān)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的雙向全橋LLC諧振DC/DC變換器，經(jīng)過電壓調(diào)節(jié)后獲得功率為10KW，電壓為800V的穩(wěn)定直流電壓源，之后該電壓源流入Buck降壓工作模式下的雙向Buck/BoostDC/DC變換器，對超級電容器儲能單元中超級電容器充電，直到超級電容器儲能單元端電壓達到額定值400V為止，充電完成。

4.權(quán)利要求1所述的一種基于超級電容器儲能系統(tǒng)的雙向DC/DC變換器拓撲的電壓檢測、電流檢測分別連接雙向Buck/BoostDC/DC變換器和雙向全橋LLC諧振DC/DC變換器，對電壓、電流進行實時監(jiān)測，并反饋至中央處理單元，實現(xiàn)對功率變換器中開關(guān)管的PWM控制。