一种多端口主动式复合电源制造技术

本发明专利技术公开了一种多端口主动式复合电源，包括有蓄电池BT1‑BT3、开关管Q1‑Q6、电容C1‑C7、电感L1‑L2、变压器T1，所述开关管Q1‑Q6的栅极空置。本发明专利技术设置电气隔离，输入与输出端的不同电压等级可以调节，另一方面方便实现多输入源拓展，对不同能量源的电动汽车具有可移植性；输入端采用半桥型电路结构，功率器件应力小，开关管与变压器利用率高，开关器件数量少，极大减少系统冗余度，便于实现控制；通过桥臂上开关管的开断单独或同时实现储能装置与变压器及电机与储能装置之间的能量流动，满足汽车在不同工况下的能量流动要求；输入端为电源型，电流波纹小，有利于延长储能元件的寿命。

A Multi-port Active Composite Power Supply

【技术实现步骤摘要】
一种多端口主动式复合电源
本专利技术主要涉及复合电源领域，具体涉及一种多端口主动式复合电源。
技术介绍
目前车载复合电源的拓扑结构多采用一种储能装置与直流母线直接相连，另一储能装置通过一个DC-DC变换器与直流母线相连的形式。此结构只能对其中的一种储能装置进行功率的精确控制，造成复合电源整体能量利用率低下。如采用两种储能装置分别设置DC-DC变换器的形式则大大增加了功率元器件数量及控制难度。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种多端口主动式复合电源，既能够分别对两种储能装置功率实现精确控制，又通过实现多端口的输入输出形式，利用单一变换器进行多组电压变换，减少了原结构的冗余度，进一步提升了能量利用率。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种多端口主动式复合电源，其特征在于：包括有蓄电池BT1-BT3、开关管Q1-Q6、电容C1-C7、电感L1-L2、变压器T1，所述开关管Q1-Q6的栅极空置；所述开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极连接，开关管Q1的漏极与电容C1的一端连接，开关管Q2的源极与蓄电池的负极、电容C2的一端连接，电容C1的另一端与电容C2的另一端通过节点2连接，蓄电池BT1的正极与电感L1的一端连接，电感L1的另一端通过节点1连接在开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极之间；开关管Q4的源极与开关管Q5的漏极连接，开关管Q4的漏极与电容C4的一端连接，开关管Q5的源极与蓄电池的负极、电容C6的一端连接，电容C4的另一端与电容C6的另一端通过节点4连接，蓄电池BT3的正极与电感L2的一端连接，电感L2的另一端通过节点3连接在开关管Q4的源极与开关管Q5的漏极之间；所述节点1、2接入变压器T1的第一输入侧线圈，节点3、4接入变压器T1的第二输入侧线圈；所述蓄电池BT2与电容C5并联，电容C3的一端与电容C7的一端通过节点6连接后再与电容C5并联，开关管Q3的漏极与电容C3的另一端连接，开关管Q6的源极与电容C7的另一端连接，开关管Q3的源极与开关管Q6的漏极通过节点5连接；所述节点5、6接入变压器T1的输出侧线圈。与现有技术相比，该专利技术的有益效果体现在：1、设置电气隔离，输入与输出端的不同电压等级可以调节，另一方面方便实现多输入源拓展，对不同能量源的电动汽车具有可移植性。2、输入端采用半桥型电路结构，功率器件应力小，开关管与变压器利用率高，开关器件数量少，极大减少系统冗余度，便于实现控制。3、通过桥臂上开关管的开断单独或同时实现储能装置与变压器及电机与储能装置之间的能量流动，满足汽车在不同工况下的能量流动要求。4、输入端为电源型，电流波纹小，有利于延长储能元件的寿命。附图说明图1为本专利技术的应用场景示意图。图2为本专利技术的多端口主动式复合电源的电路示意图。具体实施方式如图2所示，一种多端口主动式复合电源，包括有蓄电池BT1-BT3、开关管Q1-Q6、电容C1-C7、电感L1-L2、变压器T1，所述开关管Q1-Q6的栅极空置；所述开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极连接，开关管Q1的漏极与电容C1的一端连接，开关管Q2的源极与蓄电池的负极、电容C2的一端连接，电容C1的另一端与电容C2的另一端通过节点2连接，蓄电池BT1的正极与电感L1的一端连接，电感L1的另一端通过节点1连接在开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极之间；开关管Q4的源极与开关管Q5的漏极连接，开关管Q4的漏极与电容C4的一端连接，开关管Q5的源极与蓄电池的负极、电容C6的一端连接，电容C4的另一端与电容C6的另一端通过节点4连接，蓄电池BT3的正极与电感L2的一端连接，电感L2的另一端通过节点3连接在开关管Q4的源极与开关管Q5的漏极之间；所述节点1、2接入变压器T1的第一输入侧线圈，节点3、4接入变压器T1的第二输入侧线圈；所述蓄电池BT2与电容C5并联，电容C3的一端与电容C7的一端通过节点6连接后再与电容C5并联，开关管Q3的漏极与电容C3的另一端连接，开关管Q6的源极与电容C7的另一端连接，开关管Q3的源极与开关管Q6的漏极通过节点5连接；所述节点5、6接入变压器T1的输出侧线圈。图2的输入侧采用升压半桥型电路结构，通过适当控制桥臂上的功率开关通断以实现能量源输入与负载电机之间的能量流动Q1、Q2中分别由晶体管及续流二极管构成。选取一个输入端进行分析。升压原理：当Q2中晶体管打开，Q1中晶体管关断，电源通过Q2向电感L1供能；当Q2中晶体管关断，对于无源元件电感的电流不能突变，电流通过Q1中的续流二极管续流，电感L1逐渐向外放能。降压原理：当Q1中的晶体管打开，Q2中晶体管关断，负载能量反向流动经Q1晶体管传递到电感上；当Q1中晶体管关断，对于无源元件电感的电流不能突变，电流通过Q2中的续流二极管续流，电感L1逐渐向电源放能。图1表述了多端口复合电源的应用场景——混合动力电动汽车，因其输入与输出端的不同电压等级可以调节，满足不同能量源及电机的电压需求。在使用锂电池、超级电容及燃料电池的多种能量源的混合动力汽车中具有良好的适应性。图1是一个混合动力电动汽车的架构。汽车停止时通过电网充电，AC/DC变换器将交流电转为直流电，多端口主动式DC/DC变换器通过分别调整电压为不同能量源充电。在汽车运行过程中，根据不同工况，不同能量源组合通过多端口主动式DC/DC变换器向电机供能以驱动电机行进。在汽车制动时，电机又将能量回传，多端口主动式DC/DC变换器通过分别调整电压为不同能量源充电。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多端口主动式复合电源，其特征在于：包括有蓄电池BT1‑BT3、开关管Q1‑Q6、电容C1‑C7、电感L1‑L2、变压器T1，所述开关管Q1‑Q6的栅极空置；所述开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极连接，开关管Q1的漏极与电容C1的一端连接，开关管Q2的源极与蓄电池的负极、电容C2的一端连接，电容C1的另一端与电容C2的另一端通过节点2连接，蓄电池BT1的正极与电感L1的一端连接，电感L1的另一端通过节点1连接在开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极之间；开关管Q4的源极与开关管Q5的漏极连接，开关管Q4的漏极与电容C4的一端连接，开关管Q5的源极与蓄电池的负极、电容C6的一端连接，电容C4的另一端与电容C6的另一端通过节点4连接，蓄电池BT3的正极与电感L2的一端连接，电感L2的另一端通过节点3连接在开关管Q4的源极与开关管Q5的漏极之间；所述节点1、2接入变压器T1的第一输入侧线圈，节点3、4接入变压器T1的第二输入侧线圈；所述蓄电池BT2与电容C5并联，电容C3的一端与电容C7的一端通过节点6连接后再与电容C5并联，开关管Q3的漏极与电容C3的另一端连接，开关管Q6的源极与电容C7的另一端连接，开关管Q3的源极与开关管Q6的漏极通过节点5连接；所述节点5、6接入变压器T1的输出侧线圈。...

【技术特征摘要】
1.一种多端口主动式复合电源，其特征在于：包括有蓄电池BT1-BT3、开关管Q1-Q6、电容C1-C7、电感L1-L2、变压器T1，所述开关管Q1-Q6的栅极空置；所述开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极连接，开关管Q1的漏极与电容C1的一端连接，开关管Q2的源极与蓄电池的负极、电容C2的一端连接，电容C1的另一端与电容C2的另一端通过节点2连接，蓄电池BT1的正极与电感L1的一端连接，电感L1的另一端通过节点1连接在开关管Q1的源极与开关管Q2的漏极之间；开关管Q4的源极与开关管Q5的漏极连接，开关管Q4的漏极与电容C4的一端连接，开关管Q5的源极与蓄电池的负极、电容C6的一端连接，电容C4的另一端与电容C6的另一端通...

【专利技术属性】
技术研发人员：何耀，缪畅畅，郑昕昕，曾国建，刘新天，刘兴涛，
申请(专利权)人：合肥工业大学智能制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：安徽,34