【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及开关电源，具体涉及一种具有多工作模式的电源变换装置及其控制方法。
技术介绍
1、在微网领域，例如微小电网局域性场所(如海岛)、移动的交通工具(如舰船、汽车、飞机)等，因为复杂设备或者控制系统需要供电，通常需要配备带电池后备供电系统或者储能系统，以保证在没有电网或者发电机不能自发电供电时，还可以通过电池系统来进行不间断供电。因此，通常需要配置充电机(或者叫整流器)、并网逆变器(并网模式)和离网逆变器(离网模式)。同时，为了安全可靠，随系统还需要配备一台电池检测仪，以定期检测和维护电池系统，或者在电池系统出现问题时，快速修复和排除问题。满足以上需求的由多台独立设备组成的系统占用空间较大，操作比较复杂，同时经济实用性较差。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是针对现有双向交直流变换装置存在的系统复杂、体积大、性价比低的问题，提供一种具有多工作模式的电源变换装置及其控制方法，能够实现充电模式、并网逆变模式、离网逆变模式、检测模式以及待机模式五种工作模式的切换。
2、技术方案：本专利技术所述的具有多工作模式的电源变换装置的控制方法，所述电源变换装置包括控制单元，以及依次相连的输入滤波单元、ac/dc转换单元、buck/boost转换单元和llc隔离转换单元；输入滤波单元连接交流源或者等效负载，llc隔离转换单元连接直流源或者等效负载；输入滤波单元、ac/dc转换单元、buck/boost转换单元和llc隔离转换单元均是具备双向变换功能的电路；控制单元包
3、所述控制方法包括：
4、(1)控制单元根据信号采样电路采集的各单元的电压、电流信号，或者键盘单元输入的命令，或者由外部通讯获得的命令，进行工作模式判定；所述工作模式包括充电模式、并网逆变模式、离网逆变模式、检测模式和待机模式；
5、(2)控制单元将所述电源变换装置切换为相应的工作模式。
6、进一步地，当判定为充电模式时，交流源或者等效负载作为输入源，通过输入滤波单元向ac/dc转换单元进行供电，控制ac/dc转换单元工作于正向整流状态，输出电压经过buck/boost转换单元工作为正向降压或升压变换模式后；再经llc隔离转换单元输出到连接的直流源或者等效负载进行供电；利用buck/boost转换单元的占空比控制调节llc隔离转换单元的直流输出电压；
7、当判定为逆变模式时，直流源或者等效负载作为直流输入源，向llc隔离转换单元供电，llc隔离转换单元向buck/boost转换单元供电；同时输出电压经过buck/boost转换单元工作为反向升压或降压变换模式后，向ac/dc转换单元供电；如果判定为并网逆变模式，则ac/dc转换单元工作于电流控制模式，呈反向并网电流源逆变状态输出交流，并通过输入滤波单元向并网型的交流源或者等效负载进行供电；如果判定为离网逆变模式，则ac/dc转换单元工作于电压控制模式，呈反向离网电压源逆变状态输出交流，并通过输入滤波单元向等效负载进行供电；
8、当判定为检测模式时，则控制所述电源变换装置工作于离网或者并网逆变模式下，并根据控制需要调节buck/boost转换单元，使得buck/boost转换单元运行在检测模式控制，从而调节直流输入端口的电压或者电流，并记录相关参数，根据检测数据进行判断，实现对直流端装置的检测。
9、进一步地，所述llc隔离转换单元工作为固定频率开环模式或者频率闭环调节模式。
10、进一步地，所述电源变换装置工作在检测模式时，buck/boost转换单元的输出电压根据直流端的输入电压进行调整。
11、进一步地，n个所述电源变换装置并联使用，交流端并联连接，直流端并联连接，同时各电源变换装置的控制单元通过交流相位同步信号连接。
12、进一步地，当多个并联的所述电源变换装置工作在离网逆变模式时，以其中一台为主机，其他为从机，主机发出交流相位同步信号，从机对同步信号进行锁相工作；各电源变换装置的ac/dc变换单元采用开环负载占空比描点表格查询或下垂控制方式进行逆变并机工作，同时通过控制buck/boost转换单元实现各llc隔离转换单元的直流输入均流；并配合各电源变换装置的ac/dc变换单元实现更优的自动均流；
13、当多个并联的所述电源变换装置工作在充电模式时，采用下垂均流法通过检测直流输出端的电流实现各电源变换装置间的自动均流，或者在个电源变换装置外增加一个总电流检测装置，将该信号传递给各电源变换装置的控制单元进行均流控制，或者通过各电源变换装置的外部通讯将各电源变换装置的电流值进行实时交互从而进行均流控制。
14、进一步地，所述buck/boost转换单元与llc隔离转换单元连接点采用无极电容，没有大容量的电解电容。
15、进一步地，所述buck/boost转换单元为两电平或三电平的结构；buck/boost转换单元在正反向路径中可根据需要连接为降压-升压功能变换或者升压-降压功能变换。
16、进一步地，所述两电平的结构具有a、b、c、d端以及开关管k1和k2、电容c1和电感l1，其中a端、开关管k1、电感l1和c端依次相连，b端和d端相连，开关管k2一端连接b端或者d端，另一端连接于开关管k1与电感l1之间；电容c1一端连接b端或者d端，另一端连接于电感l1与c端之间；所述三电平的结构以负母线为中心母线，对称连接，在正负母线上均设有开关管以及电感。
17、进一步地，所述llc隔离转换单元可调节装置外的直流端电压，buck/boost转换单元与llc隔离转换单元连接点的母线电压是开环不控制对象。
18、有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有如下显著优点：
19、(1)结构归一化、集成化，利用ac/dc转换单元、buck/boost转换单元以及llc隔离转换单元从硬件上实现了可整流、可并网逆变、可离网逆变和可维护，减少了多种装置的重复功能单元，减少了空间占用。
20、(2)操作简化，通过控制单元进行多工作模式控制，满足充电模式、并网逆变模式、离网逆变模式、检测模式以及待机模式五种工作模式切换，使得电源变换装置可以根据模式需要自适应调节。
21、(3)由于装置的减少、功能复合化、操作简化、空间占用减少，从而实现了更高的性价比。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种具有多工作模式的电源变换装置的控制方法，其特征在于，所述电源变换装置包括控制单元，以及依次相连的输入滤波单元、AC/DC转换单元、Buck/Boost转换单元和LLC隔离转换单元；输入滤波单元连接交流源或者等效负载，LLC隔离转换单元连接直流源或者等效负载；输入滤波单元、AC/DC转换单元、Buck/Boost转换单元和LLC隔离转换单元均是具备双向变换功能的电路；控制单元包括运算处理单元、信号采样电路、通讯单元、辅助电源、键盘单元和驱动单元，运算处理单元分别与信号采样电路、通讯单元、键盘单元和驱动单元连接，辅助电源分别与运算处理单元、信号采样电路、通讯单元、键盘单元和驱动单元连接；驱动单元分别与输入滤波单元、AC/DC转换单元、Buck/Boost转换单元和LLC隔离转换单元连接；信号采样电路用于采集各单元的电压、电流信号，通讯单元用于接收外部的通讯命令；
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当判定为充电模式时，交流源或者等效负载作为输入源，通过输入滤波单元向AC/DC转换单元进行供电，控制AC/DC转换单元工作于正向整流状态，输出电压经过Buck
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述LLC隔离转换单元工作为固定频率开环模式或者频率闭环调节模式。
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述电源变换装置工作在检测模式时，Buck/Boost转换单元的输出电压根据直流端的输入电压进行调整。
5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，N个所述电源变换装置并联使用，交流端并联连接，直流端并联连接，同时各电源变换装置的控制单元通过交流相位同步信号连接。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，当多个并联的所述电源变换装置工作在离网逆变模式时，以其中一台为主机，其他为从机，主机发出交流相位同步信号，从机对同步信号进行锁相工作；各电源变换装置的AC/DC变换单元采用开环负载占空比描点表格查询或下垂控制方式进行逆变并机工作，同时通过控制Buck/Boost转换单元实现各LLC隔离转换单元的直流输入均流；并配合各电源变换装置的AC/DC变换单元实现更优的自动均流；
7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述Buck/Boost转换单元与LLC隔离转换单元连接点采用无极电容，没有大容量的电解电容。
8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述Buck/Boost转换单元为两电平或三电平的结构；Buck/Boost转换单元在正反向路径中可根据需要连接为降压-升压功能变换或者升压-降压功能变换。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述两电平的结构具有A、B、C、D端以及开关管K1和K2、电容C1和电感L1，其中A端、开关管K1、电感L1和C端依次相连，B端和D端相连，开关管K2一端连接B端或者D端，另一端连接于开关管K1与电感L1之间；电容C1一端连接B端或者D端，另一端连接于电感L1与C端之间；所述三电平的结构以负母线为中心母线，对称连接，在正负母线上均设有开关管以及电感。
10.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述LLC隔离转换单元可调节装置外的直流端电压，Buck/Boost转换单元与LLC隔离转换单元连接点的母线电压是开环不控制对象。
...【技术特征摘要】
1.一种具有多工作模式的电源变换装置的控制方法，其特征在于，所述电源变换装置包括控制单元，以及依次相连的输入滤波单元、ac/dc转换单元、buck/boost转换单元和llc隔离转换单元；输入滤波单元连接交流源或者等效负载，llc隔离转换单元连接直流源或者等效负载；输入滤波单元、ac/dc转换单元、buck/boost转换单元和llc隔离转换单元均是具备双向变换功能的电路；控制单元包括运算处理单元、信号采样电路、通讯单元、辅助电源、键盘单元和驱动单元，运算处理单元分别与信号采样电路、通讯单元、键盘单元和驱动单元连接，辅助电源分别与运算处理单元、信号采样电路、通讯单元、键盘单元和驱动单元连接；驱动单元分别与输入滤波单元、ac/dc转换单元、buck/boost转换单元和llc隔离转换单元连接；信号采样电路用于采集各单元的电压、电流信号，通讯单元用于接收外部的通讯命令；
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当判定为充电模式时，交流源或者等效负载作为输入源，通过输入滤波单元向ac/dc转换单元进行供电，控制ac/dc转换单元工作于正向整流状态，输出电压经过buck/boost转换单元工作为正向降压或升压变换模式后；再经llc隔离转换单元输出到连接的直流源或者等效负载进行供电；利用buck/boost转换单元的占空比控制调节llc隔离转换单元的直流输出电压；
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述llc隔离转换单元工作为固定频率开环模式或者频率闭环调节模式。
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述电源变换装置工作在检测模式时，buck/boost转换单元的输出电压根据直流端的输入电压进行调整。
5.根据权利要求2所述的控制方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伦全，周涛，谭魏明，文博，胡鹏，
申请(专利权)人：南京熊猫电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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