[实用新型]微电网双有源全桥双向DC-DC变换器

说明书

本实用新型实施例提供一种微电网双有源全桥双向DC‑DC变换器，包括高频隔离变压器；高频逆变整流电路，包括第一全桥单元和第二全桥单元，第一全桥单元和第二全桥单元的每个桥臂上各有两只呈180°互补导通连接的MOSFET功率开关管，所有斜对角的两只MOSFET功率开关管被设置为同关同开；采样电路；驱动电路，输出PWM控制信号以驱动第一全桥单元和第二全桥单元，驱动电路包括对应于每个桥臂设置的集成桥臂驱动芯片及其外围电路，每个集成桥臂驱动芯片同时通过高端输出通道和低端输出通道驱动同一桥臂的两个MOSFET功率开关管；保护电路，在电路异常时发出停止信号给驱动电路。本实用新型提供的双向DC‑DC变换器特别适用于大功率密度且要求低成本、高可靠性及高效率的场合。

技术领域

本实用新型实施例涉及微电网控制技术领域，特别是指一种微电网双有源全桥双向DC-DC变换器。

背景技术

当前，可再生能源发电系统备受青睐，然而，可再生能源存在随机性问题，需要引入能量储存元件(简称储能元件)，才能为用户提供清洁安全的电能。常见的储能元件是蓄电池或超级电容。由于光伏阵列受光照和温度影响较大，从而直流母线侧的电压波动明显。当使用储能元件时，可保证直流母线侧向负载侧传输连续稳定的电能。为使得储能元件和直流母线侧进行能量交换，桥接二者之间的枢纽为隔离型双向直流变换器(IsolatedBidirectional DC/DC，IBDC)，从而建立了直流母线侧和负载侧两级之间的能量控制中心。IBDC根据负载的需要调节系统中能量的双向流动，轻载时，将系统中的富余能量通过IBDC向储能元件充电；重载时，由储能元件通过IBDC向负载提供能量，从而稳定直流母线侧电压。通过IBDC控制储能元件的充放电来实现储能系统的能量交换，使系统稳定可靠工作。

双有源全桥(dual active bridge，DAB)双向DC-DC变换器是一种通常应用于中大功率场合的IBDC，然而，目前能满足高压大功率要求的双向DC/DC变换器并不多。

实用新型内容

本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种微电网双有源全桥双向DC-DC变换器，能适用于高压大功率场合。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：一种微电网双有源全桥双向DC-DC变换器，连接于光伏模拟器和储能装置之间，包括：

具有高压侧绕组和低压侧绕组的高频隔离变压器；

高频逆变整流电路，包括连接于所述高压侧绕组和光伏模拟器之间且由四个MOSFET功率开关管组成的第一全桥单元和连接于低压侧绕组和储能装置之间且由四个MOSFET功率开关管组成的第二全桥单元，所述第一全桥单元和第二全桥单元的每个桥臂上各有两只呈180°互补导通连接的MOSFET功率开关管，且所有斜对角的两只MOSFET功率开关管被设置为同关同开；

采样电路，用于采样输出电流、高压侧电压和低压侧电压；

驱动电路，与所述采样电路以及所述第一全桥单元和第二全桥单元相连，并根据采样电路采样获得的输出电流、高压侧电压和低压侧电压产生和输出PWM控制信号以驱动所述第一全桥单元和第二全桥单元，所述驱动电路包括对应于所述第一全桥单元和第二全桥单元的每一个桥臂设置的集成桥臂驱动芯片及其外围电路，每一个所述集成桥臂驱动芯片具有独立的高侧输出通道和低侧输出通道且同时通过高端输出通道和低端输出通道驱动同一桥臂的两个MOSFET功率开关管；

保护电路，其一端连接所述采样电路的输出端，另一端连接所述驱动电路，在电路处于异常时发出停止信号给所述驱动电路，使所述驱动电路停止输出PWM控制信号。

进一步地，所述集成桥臂驱动芯片为IR 2110芯片。