变换器、双极直流微网及其变换方法技术

本发明专利技术公开了一种变换器、双极直流微网及其变换方法，变换器包括的第一主开关管的漏极和第二主开关管的漏极同时与外部电源的正极相连，第一主开关管的源极同时与第一储能电感的输入端以及第一副开关管的漏极连接，第二主开关管的源极同时连接第一副开关管的源极、第二副开关管的漏极以及第二输出电容的高压端，第一储能电感的输出端与第一输出电容的高压端连接，第一输出电容的低压端与第二输出电容的高压端连接，第二输出电容的低压端连接第二储能电感的输入端，第二储能电感的输出端同时连接第二副开关管的源极以及外部电源的负极。

【技术实现步骤摘要】
变换器、双极直流微网及其变换方法
本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种变换器、双极直流微网及其变换方法。
技术介绍
近几年全球环境问题日益严峻，化石能源日益枯竭，因而新型能源的发展越来越迫切。随着新能源的发展，相对绿色环保的新能源汽车近些年也得到飞速发展。随着市场对安全性和智能化的要求越来越高，基于新能源汽车的无人驾驶技术得到越来越多的关注。近年许多企业和科研机构均投入了无人驾驶汽车的研发。为了实现车辆的自主驾驶，车辆需要通过车载传感系统对道路环境进行感知，并通过以计算机系统为主的智能驾驶系统来自动规划行车路线并控制车辆达到预期目标。因此车辆需要配备相应智能软件和多种感应设备，如GPS导航、激光雷达和车载摄像头等。不同类负载设备的额定工作电压并不完全一致，甚至同类负载设备的额定工作电压也会因型号不同而有差异。通常这些负载都需要搭配额外的变换器接入电源总线当中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种变换器、双极直流微网及其变换方法，以解决现有变换器功能单一，且在不同的实际需求中需要根据不同负载更换或额外搭配变换器的问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：本专利技术提供一种变换器，所述变换器包括第一储能电感L1、第二储能电感L2、第一主开关管Q1、第二主开关管Q2、第一副开关管Q'1、第二副开关管Q'2、第一输出电容CO1和第二输出电容CO2；所述第一主开关管Q1的漏极和所述第二主开关管Q2的漏极同时与外部电源的正极相连，所述第一主开关管Q1的源极同时与所述第一储能电感L1的输入端以及所述第一副开关管Q'1的漏极连接，所述第二主开关管Q2的源极同时连接所述第一副开关管Q'1的源极、所述第二副开关管Q'2的漏极以及所述第二输出电容CO2的高压端，所述第一储能电感L1的输出端与所述第一输出电容CO1的高压端连接，所述第一输出电容CO1的低压端与所述第二输出电容CO2的高压端连接，所述第二输出电容CO2的低压端连接所述第二储能电感L2的输入端，所述第二储能电感L2的输出端同时连接所述第二副开关管Q'2的源极以及所述外部电源的负极。可选择地，所述第一主开关管和/或所述第二主开关管构造为n沟道增强型mos管；所述第一副开关管和/或所述第二副开关管构造为n沟道增强型mos管。基于上述技术方案，本专利技术还提供一种双极直流微网，所述双极直流微网包括上述的变换器，还包括电池、变压器、负载模块以及电压类型转换装置，所述电池的正极连接所述变压器的输入端，所述变压器的输出端作为所述变换器的外部电源，所述变换器的输出端连接所述电压类型转换装置的输入端，所述电压类型转换装置的输出端连接所述负载模块。可选择地，所述电压类型转换装置为双极直流母线。本专利技术还提供一种上述的变换器的变换方法，所述变换器的变换方法包括以下几种变换步骤：S1：在第一时刻关断所述第一副开关管Q'1，使得所述变换器进入第一模态，根据所述第一模态得到第一模态模型；S2：在第二时刻关断所述第一主开关管Q1，使得所述变换器进入第二模态，根据所述第二模态得到第二模态模型；S3：在第三时刻关断所述第二副开关管Q'2，使得所述变换器进入第三模态，根据所述第三模态得到第三模态模型；S4：在第四时刻关断所述第二主开关管Q2，使得所述变换器进入第四模态，根据所述第四模态得到第四模态模型；S5：根据所述第一模态模型、所述第二模态模型、所述第三模态模型和所述第四模态模型，得到输出结果。可选择地，所述负载模块包括第一负载Ro1和第二负载Ro2，所述第一负载Ro1的一端连接所述第一储能电感L1的输出端，所述第一负载Ro1的另一端同时连接所述第一输出电容CO1的低压端和所述第二负载Ro2的一端，所述第二负载Ro2的另一端连接所述第二储能电感L2的输入端。可选择地，所述步骤S1中，所述第一模态模型包括：所述步骤S2中，所述第二模态模型包括：所述步骤S3中，所述第三模态模型包括：其中，L为第一电感L1和第二电感L2的电感感值，Vin表示输入电压，表示所述第一储能电感L1的电感电流的变化量与时间的变化量的比值，表示所述第二储能电感L2的电感电流的变化量与时间的变化量的比值，Vo1表示第一负载Ro1的输出电压；Vo2表示第二负载Ro2的输出电压。可选择地，所述S5中，所述输出结果包括：Vo1＝Vo2＝DVin其中，Vo1表示第一负载Ro1的输出电压；Vo2表示第二负载Ro2的输出电压。可选择地，所述第四模态模型与所述第二模态模型相同。本专利技术具有以下有益效果：一方面，通过上述方案，即通过本专利技术所提供的变换器，能够变化四种模态，以能够在使用过程中，减少变换器的数量，从而减少成本的同时提高工作效率。另一方面，双极直流微网可以提供两种不同等级的输出电压，负载设备的选择更加灵活，额定工作电压不同的负载设备亦可以更直接地与双极直流母线连接，减少了变换器的数目，为需要多电压等级供电的应用场合提供了一种高性能、低成本解决方案。附图说明图1为本专利技术所提供的变换器的电路图；图2为本专利技术所提供的双极直流微网的结构示意图；图3为本专利技术所提供的变换器的工作模态的波形图；图4为本专利技术所提供的变换器的工作模态的第一模态的电路图；图5为本专利技术所提供的变换器的工作模态的第二模态和第四模态的电路图；图6为本专利技术所提供的变换器的工作模态的第三模态的电路图；图7为本专利技术所提供的变换器的关键参数仿真波形图。附图标记说明1-电池；2-变压器；3-变换器。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：本专利技术提供一种变换器，参考图1所示，所述变换器包括第一储能电感L1、第二储能电感L2、第一主开关管Q1、第二主开关管Q2、第一副开关管Q'1、第二副开关管Q'2、第一输出电容CO1和第二输出电容CO2；所述第一主开关管Q1的漏极和所述第二主开关管Q2的漏极同时与外部电源的正极相连，所述第一主开关管Q1的源极同时与所述第一储能电感L1的输入端以及所述第一副开关管Q'1的漏极连接，所述第二主开关管Q2的源极同时连接所述第一副开关管Q'1的源极、所述第二副开关管Q'2的漏极以及所述第二输出电容CO2的高压端，所述第一储能电感L1的输出端与所述第一输出电容CO1的高压端连接，所述第一输出电容CO1的低压端与所述第二输出电容CO2的高压端连接，所述第二输出电容CO2的低压端连接所述第二储能电感L2的输入端，所述第二储能电感L2的输出端同时连接所述第二副开关管Q'2的源极以及所述外部电源的负极。本专利技术具有以下有益效果：通过上述方案，即通过本专利技术所提供的变换器，能够变化四种模态，以能够在使用过程中，减少变换器的数量，从而减少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变换器，其特征在于，所述变换器包括第一储能电感L

【技术特征摘要】
1.一种变换器，其特征在于，所述变换器包括第一储能电感L1、第二储能电感L2、第一主开关管Q1、第二主开关管Q2、第一副开关管Q'1、第二副开关管Q'2、第一输出电容CO1和第二输出电容CO2；
所述第一主开关管Q1的漏极和所述第二主开关管Q2的漏极同时与外部电源的正极相连，所述第一主开关管Q1的源极同时与所述第一储能电感L1的输入端以及所述第一副开关管Q'1的漏极连接，所述第二主开关管Q2的源极同时连接所述第一副开关管Q'1的源极、所述第二副开关管Q'2的漏极以及所述第二输出电容CO2的高压端，所述第一储能电感L1的输出端与所述第一输出电容CO1的高压端连接，所述第一输出电容CO1的低压端与所述第二输出电容CO2的高压端连接，所述第二输出电容CO2的低压端连接所述第二储能电感L2的输入端，所述第二储能电感L2的输出端同时连接所述第二副开关管Q'2的源极以及所述外部电源的负极。


2.根据权利要求1所述的变换器，其特征在于，所述第一主开关管Q1和/或所述第二主开关管Q2构造为n沟道增强型mos管；
所述第一副开关管Q'1和/或所述第二副开关管Q'2构造为n沟道增强型mos管。


3.一种双极直流微网，其特征在于，所述双极直流微网包括权利要求1或2所述的变换器，还包括电池、变压器、负载模块以及电压类型转换装置，所述电池的正极连接所述变压器的输入端，所述变压器的输出端作为所述变换器的外部电源，所述变换器的输出端连接所述电压类型转换装置的输入端，所述电压类型转换装置的输出端连接所述负载模块。


4.根据权利要求3所述的双极直流微网，其特征在于，所述电压类型转换装置为双极直流母线。


5.根据权利要求3所述的双极直流微网，其特征在于，所述负载模块包括第一负载Ro1和第二负载Ro2，所述第一负载Ro1的一端连接所述第一储能电感L1的输出端，所述第一负载Ro1的另一端同时连接所述第一输出电容CO1的低压端和所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈章勇，冯晨晨，陈勇，朱鑫彤，陈根，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51