【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】DC/DC转换器及其控制
技术介绍
电功率转换设备和相关的控制系统被用于连接各种能量源。例如，电功率系统可以包括各种互连分布式能量源(例如，发电机和能量存储单元)和负载。功率系统还可以连接到公用电网或微电网系统。功率系统采用电功率转换以在这些能量源之间转换功率(例如，AC/DC，DC/DC，AC/AC和DC/AC)。在功率电子器件中，DC/DC转换器将源从一种电压水平转换为另一种电压水平。DC/DC转换器包括其中输出电压低于输入电压的降压转换器和其中输出电压高于输入电压的升压转换器。DC/DC转换器采用各种拓扑来将输入电压升高或降低到期望的输出电压。例如，DC/DC转换器可以采用开关拓扑，其中诸如IGBT的开关接收栅极信号以将输入电压转换为期望的输出电压。DC/DC转换器可以用于各种应用中，包括微电网应用，其中DC/DC转换器将从能量源输出的电压转换成适合于微电网的电压。附图说明(公开的非限制性的实施例)当结合附图考虑以下详细描述时，将容易理解本专利技术的优点，因为将更好地理解本专利技术，其中：图1是根据本专利技术...
【技术保护点】
1.一种DC/DC转换器系统，包括：/n双向DC/DC转换器，用于在第一端口和第二端口处的电压水平之间进行转换，所述双向DC/DC转换器包括：/n第一转换级，其连接到所述第一端口并包括多个开关；以及/n与所述第一转换级接口连接的第二转换级，所述第二转换级连接到所述第二端口并包括多个开关；/n用于控制所述DC/DC转换器的控制系统，所述控制系统包括：/n外部控制回路单元，其被配置为将用于所述第一端口和所述第二端口之一处的电压水平、电流水平或功率中的任一个的命令与所述第一端口和所述第二端口之一处的电压水平、电流水平或功率水平的实际值进行比较，并基于比较结果输出接口电流命令；/n...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170515 US 62/506,3151.一种DC/DC转换器系统，包括：
双向DC/DC转换器，用于在第一端口和第二端口处的电压水平之间进行转换，所述双向DC/DC转换器包括：
第一转换级，其连接到所述第一端口并包括多个开关；以及
与所述第一转换级接口连接的第二转换级，所述第二转换级连接到所述第二端口并包括多个开关；
用于控制所述DC/DC转换器的控制系统，所述控制系统包括：
外部控制回路单元，其被配置为将用于所述第一端口和所述第二端口之一处的电压水平、电流水平或功率中的任一个的命令与所述第一端口和所述第二端口之一处的电压水平、电流水平或功率水平的实际值进行比较，并基于比较结果输出接口电流命令；
内部控制回路单元，其被配置为将所述接口电流命令与所述第一转换级和所述第二转换级的接口处的接口电流的实际值进行比较，并基于比较结果来控制开关信号占空比值。
2.根据权利要求1所述的DC/DC转换器系统，其中，所述内部控制回路单元包括第一转换级控制器和第二转换级控制器，并且所述内部控制回路单元还被配置为：
将所述接口电流命令与接口电流比较值进行比较，以产生第一接口电流命令和第二接口电流命令；
将所述第一接口电流命令和所述第二接口电流命令与接口电流的实际值进行比较，其中：
所述第一转换级控制器根据所述第一接口电流命令与接口电流的实际值的比较结果控制所述第一转换级的开关信号的占空比值；以及
所述第二转换级控制器根据所述第二接口电流命令与接口电流的实际值的比较结果控制所述第二转换级的开关信号的占空比值。
3.根据权利要求2所述的DC/DC转换器系统，其中，在将所述接口电流命令与接口电流比较值进行比较时，所述内部控制回路单元被配置为：
从所述接口电流命令中减去所述接口电流比较值，以生成所述第一接口电流命令；
将所述接口电流比较值添加到所述接口电流命令中，以生成所述第二接口电流命令；
将所述第一接口电流命令与接口电流的实际值进行比较，并且由所述第一转换级控制器基于比较结果来控制所述第一转换级的开关信号的占空比值；以及
将所述第二接口电流命令与接口电流的实际值进行比较，并且由所述第二转换级控制器基于比较结果来控制所述第二转换级的开关信号的占空比值。
4.根据权利要求2-3中的任一项所述的DC/DC转换器系统，其中，所述第一转换级控制器和所述第二转换级控制器包括比例积分微分(PID)控制器、比例积分(PI)控制器、比例(P)控制器和磁滞控制器中的一个。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的DC/DC转换器系统，其中，所述外部控制回路包括比例积分微分(PID)控制器、比例积分(PI)控制器、比例(P)控制器和磁滞控制器中的一个，以用于接收电压或电流命令与实际电压或电流的比较结果以控制所述接口电流。
6.根据权利要求1-6中的任一项所述的DC/DC转换器系统，其中，当所述第一端口处的电压高于所述第二端口处的电压时，所述第一转换级将所述第一端口处的电压转换为在所述第二端口处输出的输出电压，
当所述第二端口处的电压高于所述第一端口处的电压时，所述第二转换级将所述第二端口处的电压转换为在所述第二端口处输出的输出电压，并且
当所述第一端口处的电压与所述第二端口处的电压基本相等时，所述第一转换级和所述第二转换级中的每一个都进行操作以控制所述第一端口处的电压和所述第二端口处的电压。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的DC/DC转换器系统，其中：
所述第一转换级包括串联连接在第一端口的第一端子与第二端子之间的第一半桥和第二半桥；以及
所述第二转换级包括串联连接在第二端口的第三端子与第四端子之间的第三半桥和第四半桥。
8.根据权利要求7所述的DC/DC转换器系统，其中：
所述第一半桥包括串联在所述输入端口的第一端子与所述第一半桥的结点之间的一对第一开关，并且所述第二半桥包括串联连接在所述第一半桥的结点与所述第二半桥之间的一对第二开关；
所述第三半桥包括串联在所述第三半桥的结点与所述第四半桥之间的一对开关，并且所述第四半桥包括串联所述在第三半桥的结点与所述第四半桥之间的一对第四开关。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的DC/DC转换器系统，其中，所述第一转换级和所述第二转换级通过第一电感器和第二电感器接口连接，或者通过隔离变压器接口连接。
10.根据权利要求8所述的DC/DC转换器系统，其中，所述第一转换级和所述第二转换级通过第一电感器和第二电感器接口连接，
所述第一电感器的第一端子连接至所述一对第一开关的结点，并且所述第一电感器的第二端子连接到所述一对第三开关的接点；以及
所述第二电感器的第一端子连接至所述一对第二开关的结点，所述第二电感器的第二端子连接至所述一对第四开关。
11.根据权利要求8所述的DC/DC转换器系统，其中，所述第一转换级和所述第二转换级通过隔离变压器接口连接，并且
所述隔离变压器的第一绕组的一侧连接至所述第一半桥的一对开关的结点，并且所述第一绕组的另一侧连接至所述第二半桥的所述一对开关的结点，以及
所述隔离变压器的第二绕组的一侧连接至所述第三半桥的一对开关的结点，并且所述第二绕组的另一侧连接至所述第四半桥的所述一对开关的结点。
12.根据权利要求1-11中的任一项所述的DC/DC转换器系统，其中，所述第一转换级在所述第一端口处连接至能量存储单元，并且所述第二转换级在所述第二端口处连接至PV阵列。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的DC/DC转换器系统，还包括：
第一电容器，其耦接至所述第一半桥；
第二电容器，其耦接至所述第二半桥；以及
所述控制系统还包括用于控制所述第一电容器两端的电压与所述第二电容器两端的电压之间的电压差的电容控制系统，所述电容控制系统被配置为：
计算所述第一电容器两端的电压与所述第二电容器两端的电压之差；
根据所述第一电容器两端的电压与所述第二电容器两端的电压之差计算出占空比偏移；
将所述占空比偏移应用于由所述第一转换级控制器输出的占空比值。
14.根据权利要求7-13中...
【专利技术属性】
技术研发人员：A索马尼，X夏，A撒帕，G卡斯特里诺，
申请(专利权)人：戴纳动力有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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