轨道交通供电系统及其双向DC-DC变换器和控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种轨道交通供电系统及其双向DC‑DC变换器和控制方法，变换器包括：第一电容与第二电容串联后再并联到直流电源的两端且具有第一节点；第一DC‑DC变换模块的第一端和第二端与第一电容并联；第二DC‑DC变换模块的第一端和第二端与第二电容并联，第二DC‑DC变换模块的第三端和第四端与第一DC‑DC变换模块的第三端和第四端相连，辅助DC‑DC吸收网络对第一电容和第二电容中的一个进行充放电，采样模块采样任意一个变换模块的输出电流和输出电压；控制模块根据输出电流和输出电压生成控制信号，并根据控制信号采用同步驱动的方式对变换模块进行控制，以对第一节点的电压进行平衡，从而能够通过并联的方式增大输出功率且平衡第一节点的电压保证前端电容电压的稳定。

Rail Transit Power Supply System and Its Bidirectional DC-DC Converter and Control Method

【技术实现步骤摘要】
轨道交通供电系统及其双向DC-DC变换器和控制方法
本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种双向DC-DC变换器、一种轨道交通供电系统、一种双向DC-DC变换器的控制方法。
技术介绍
双向DC-DC变换器一直是电力电子领域重要的组成部分，伴随着车辆领域的发展，DC-DC变换器也已成为列车上重要零部件之一。为满足输出功率的需求，相关技术需要改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种双向DC-DC变换器，通过两组DC-DC变换模块并联增大输出功率，并且能够平衡第一节点的电压保证前端电容电压的稳定。本专利技术的另一个目的在于提出一种轨道交通供电系统。本专利技术的又一个目的在于提出一种双向DC-DC变换器的控制方法。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出的一种双向DC-DC变换器，包括：第一电容和第二电容，所述第一电容与所述第二电容串联后在并联到直流电源的两端，所述第一电容与所述第二电容之间具有第一节点；第一DC-DC变换模块，所述第一DC-DC变换模块的第一端和第二端分别连接到所述第一电容的两端；第二DC-DC变换模块，所述第二DC-DC变换模块的第一端和第二端分别连接到所述第二电容的两端，所述第二DC-DC变换模块的第三端与所述第一DC-DC变换模块的第三端相连，所述第二DC-DC变换模块的第四端与所述第一DC-DC变换模块的第四端相连；辅助DC-DC吸收网络，所述辅助DC-DC吸收网络与所述第一电容和所述第二电容中的一个并联连接，所述辅助DC-DC吸收网络通过对所述第一电容和所述第二电容中的一个进行充放电，以对所述第一节点的电压进行平衡；采样模块，所述采样模块用于采样所述第一DC-DC变换模块和所述第二DC-DC变换模块中任意一个DC-DC变换模块的输出电流和输出电压；控制模块，所述控制模块用于根据所述采样模块采样的输出电流和输出电压生成控制信号，并根据所述控制信号采用同步驱动的方式分别对所述第一DC-DC变换模块和所述第二DC-DC变换模块进行控制，以使所述第一节点的电压保持平衡。根据本专利技术实施例提出的双向DC-DC变换器，第一电容与第二电容串联后再并联到直流电源的两端，第一电容与第二电容之间具有第一节点，第一DC-DC变换模块的第一端和第二端分别连接到第一电容的两端，第二DC-DC变换模块的第一端和第二端分别连接到第二电容的两端，第二DC-DC变换模块的第三端与第一DC-DC变换模块的第三端相连，第二DC-DC变换模块的第四端与第一DC-DC变换模块的第四端相连，辅助DC-DC吸收网络与第一电容和第二电容中的一个并联连接，辅助DC-DC吸收网络通过对第一电容和第二电容中的一个进行充放电，以对第一节点的电压进行平衡，采样模块采集第一DC-DC变换模块和第二DC-DC变换模块中任意一个DC-DC变换模块的输出电流和输出电压，控制模块根据采样模块采样的输出电流和输出电压生成控制信号，并根据控制信号采用同步驱动的方式分别对第一DC-DC变换模块和第二DC-DC变换进行控制，以使第一节点的电压保持平衡。由此，本专利技术实施例的变换器能够通过两组DC-DC变换模块并联增大输出功率，并且能够有效平衡第一节点的电压，避免前端电容电压过大，降低前端电容所需耐压值，进而降低生产成本。根据本专利技术的一个实施例，所述辅助DC-DC吸收网络包括辅助DC-DC模块和储能电池，所述辅助DC-DC模块的第一端和第二端连接到所述第一电容和所述第二电容中的一个上，所述辅助DC-DC模块的第三端和第四端连接到所述储能电池的两端。根据本专利技术的一个实施例，当所述第一节点的电压大于所述直流电源的输出电压的一半时，与所述辅助DC-DC模块并联的电容通过所述辅助DC-DC模块进行放电，以给所述储能电池充电；当所述第一节点的电压小于所述直流电源的输出电压的一半时，所述储能电池通过所述辅助DC-DC模块放电，以给与所述辅助DC-DC模块并联的电容充电。根据本专利技术的一个实施例，所述第一电容与所述第二电容的规格型号相同，所述第一DC-DC变换模块与所述第二DC-DC变换模块的硬件参数相同。根据本专利技术的一个实施例，输出至所述第一DC-DC变换模块和所述第二DC-DC变换模块的控制信号的频率和占空比相同。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出的一种轨道交通供电系统，包括所述的双向DC-DC变换器。根据本专利技术实施例提出的轨道交通供电系统，通过双向DC-DC变换器，能够通过两组DC-DC变换模块并联增大输出功率，并且能够有效平衡第一节点的电压，避免前端电容电压过大，降低前端电容所需耐压值，进而降低生产成本。为达到上述目的，本专利技术又一方面实施例提出的一种双向DC-DC变换器的控制方法，所述双向DC-DC变换器包括第一电容、第二电容、第一DC-DC变换模块、第二DC-DC变换模块和辅助DC-DC吸收网络，所述第一电容与所述第二电容串联后在并联到直流电源的两端，所述第一电容与所述第二电容之间具有第一节点，所述第一DC-DC变换模块的第一端和第二端分别连接到所述第一电容的两端，所述第二DC-DC变换模块的第一端和第二端分别连接到所述第二电容的两端，所述第二DC-DC变换模块的第三端与所述第一DC-DC变换模块的第三端相连，所述第二DC-DC变换模块的第四端与所述第一DC-DC变换模块的第四端相连，所述辅助DC-DC吸收网络与所述第一电容和所述第二电容中的一个并联连接，所述辅助DC-DC吸收网络通过对所述第一电容和所述第二电容中的一个进行充放电，以对所述第一节点的电压进行平衡，所述控制方法包括以下步骤：采样所述第一DC-DC变换模块和所述第二DC-DC变换模块中任意一个DC-DC变换模块的输出电流和输出电压；根据所述采样模块采样的输出电流和输出电压生成控制信号，并根据所述控制信号采用同步驱动的方式分别对所述第一DC-DC变换模块和所述第二DC-DC变换模块进行控制，以使所述第一节点的电压保持平衡。根据本专利技术实施例提出的双向DC-DC变换器的控制方法，通过采样第一DC-DC变换模块和第二DC-DC变换模块中任意一个DC-DC变换模块的输出电流和输出电压，根据采样模块采样的输出电流和输出电压生成控制信号，并根据控制信号采用同步驱动的方式分别对第一DC-DC变换模块和第二DC-DC变换模块进行控制，以使第一节点的电压保持平衡。由此，本专利技术实施例的控制方法，能够通过两组DC-DC变换模块并联增大输出功率，并且能够有效平衡第一节点的电压，避免前端电容电压过大，降低前端电容所需耐压值，进而降低生产成本。根据本专利技术的一个实施例，所述辅助DC-DC吸收网络包括辅助DC-DC模块和储能电池，所述辅助DC-DC模块的第一端和第二端并联到所述第一电容和所述第二电容中的一个上，所述辅助DC-DC模块的第三端和第四端连接到所述储能电池的两端，其中，当所述第一节点的电压大于所述直流电源的输出电压的一半时，与所述辅助DC-DC模块并联的电容通过所述辅助DC-DC模块进行放电，以给所述储能电池充电；当所述第一节点的电压小于所述直流电源的输出电压的一半时，所述储能电池通过所述辅助DC-DC模块放电，以给与所述辅助DC-DC模块并联的电容充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向DC‑DC变换器，其特征在于，包括：第一电容和第二电容，所述第一电容与所述第二电容串联后再并联到直流电源的两端，所述第一电容与所述第二电容之间具有第一节点；第一DC‑DC变换模块，所述第一DC‑DC变换模块的第一端和第二端分别连接到所述第一电容的两端；第二DC‑DC变换模块，所述第二DC‑DC变换模块的第一端和第二端分别连接到所述第二电容的两端，所述第二DC‑DC变换模块的第三端与所述第一DC‑DC变换模块的第三端相连，所述第二DC‑DC变换模块的第四端与所述第一DC‑DC变换模块的第四端相连；辅助DC‑DC吸收网络，所述辅助DC‑DC吸收网络与所述第一电容和所述第二电容中的一个并联连接，所述辅助DC‑DC吸收网络通过对所述第一电容和所述第二电容中的一个进行充放电，以对所述第一节点的电压进行平衡；采样模块，所述采样模块用于采样所述第一DC‑DC变换模块和所述第二DC‑DC变换模块中任意一个DC‑DC变换模块的输出电流和输出电压；控制模块，所述控制模块用于根据所述采样模块采样的输出电流和输出电压生成控制信号，并根据所述控制信号采用同步驱动的方式分别对所述第一DC‑DC变换模块和所述第二DC‑DC变换模块进行控制，以使所述第一节点的电压保持平衡。...

【技术特征摘要】
1.一种双向DC-DC变换器，其特征在于，包括：第一电容和第二电容，所述第一电容与所述第二电容串联后再并联到直流电源的两端，所述第一电容与所述第二电容之间具有第一节点；第一DC-DC变换模块，所述第一DC-DC变换模块的第一端和第二端分别连接到所述第一电容的两端；第二DC-DC变换模块，所述第二DC-DC变换模块的第一端和第二端分别连接到所述第二电容的两端，所述第二DC-DC变换模块的第三端与所述第一DC-DC变换模块的第三端相连，所述第二DC-DC变换模块的第四端与所述第一DC-DC变换模块的第四端相连；辅助DC-DC吸收网络，所述辅助DC-DC吸收网络与所述第一电容和所述第二电容中的一个并联连接，所述辅助DC-DC吸收网络通过对所述第一电容和所述第二电容中的一个进行充放电，以对所述第一节点的电压进行平衡；采样模块，所述采样模块用于采样所述第一DC-DC变换模块和所述第二DC-DC变换模块中任意一个DC-DC变换模块的输出电流和输出电压；控制模块，所述控制模块用于根据所述采样模块采样的输出电流和输出电压生成控制信号，并根据所述控制信号采用同步驱动的方式分别对所述第一DC-DC变换模块和所述第二DC-DC变换模块进行控制，以使所述第一节点的电压保持平衡。2.如权利要求1所述的双向DC-DC变换器，其特征在于，所述辅助DC-DC吸收网络包括辅助DC-DC模块和储能电池，所述辅助DC-DC模块的第一端和第二端并联到所述第一电容和所述第二电容中的一个上，所述辅助DC-DC模块的第三端和第四端连接到所述储能电池的两端。3.如权利要求2所述的双向DC-DC变换器，其特征在于，其中，当所述第一节点的电压大于所述直流电源的输出电压的一半时，与所述辅助DC-DC模块并联的电容通过所述辅助DC-DC模块进行放电，以给所述储能电池充电；当所述第一节点的电压小于所述直流电源的输出电压的一半时，所述储能电池通过所述辅助DC-DC模块放电，以给与所述辅助DC-DC模块并联的电容充电。4.如权利要求1-3中任一项所述的双向DC-DC变换器，其特征在于，所述第一电容与所述第二电容的规格型号相同，所述第一DC-DC变换模块与所述第二DC-DC变换模块的硬件参数相同。5.如权利要求1所述的双向DC-DC变换器，其特征在于，输出至所述第一DC-DC变换模块和所述第二DC-DC变换模块的控制信号的频率和占空比相同。6.一种轨道交通供电系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬白贺，王超，王兴辉，何香洁，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44