隔離型dc/dc控制器、雙向變換器控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雙向變換器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種隔離型DC/DC控制器、包括有該隔離型DC/DC控制器的雙向變換器控制系統(tǒng)、以及該隔離型DC/DC控制器的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙向變換器主要由控制電路和主功率電路組成。控制電路和主功率電路的電壓等級差別很大，為了防止強(qiáng)電信號干擾弱電信號、保證兩者之間良好的電氣隔離、保證信號的傳輸精度，控制電路和主功率電路之間采用隔離或非隔離的傳輸方式。其中，非隔離傳輸方式雖然傳輸精度較高，但不能保證強(qiáng)弱電的電氣安全。
[0003]現(xiàn)有的隔離傳輸方式主要是光耦隔離和變壓器隔離。光耦隔離不適合遠(yuǎn)距離傳輸，變壓器隔離又會引起電磁干擾問題；光耦隔離和變壓器隔離這兩種傳輸方式都會影響信號的傳輸速度和精度(尤其是模擬信號的傳輸)，電氣隔離效果差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的一個目的是提出一種隔離效果好、傳輸速度快、傳輸精度高的隔離型DC/DC控制器。
[0005]本發(fā)明的另一個目的是提出一種光伏能源利用率更高的雙向變換器控制系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的再一個目的是提出一種信號傳輸速度和精度都更高的隔離型DC/DC控制器的控制方法。
[0007]為達(dá)此目的，一方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種隔離型DC/DC控制器，所述控制器包括主控電路、與所述主控電路通過光纖進(jìn)行通訊的交錯并聯(lián)主拓?fù)洹⒂糜趯⑺鼋诲e并聯(lián)主拓?fù)浞答伒碾娏骱碗妷耗M信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路、以及用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號的頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路；所述電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路和所述頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路之間通過光纖進(jìn)行通訊；所述頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路將所得到的電流和電壓模擬信號發(fā)送至所述主控電路。
[0009]特別是，在所述主控電路和所述交錯并聯(lián)主拓?fù)渲g至少設(shè)置有信號調(diào)理電路、光纖發(fā)送端和光纖接收端。
[0010]特別是，在所述交錯并聯(lián)主拓?fù)涞那岸嗽O(shè)置有驅(qū)動電路；所述光纖接收端接收到光信號后將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，所述光纖接收端將所述數(shù)字信號發(fā)送至所述驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路將所述數(shù)字信號發(fā)送至所述交錯并聯(lián)主拓?fù)洹?br>[0011]特別是，所述交錯并聯(lián)主拓?fù)渲辽侔ㄋ膫€絕緣柵雙極型晶體管。
[0012]另一方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0013]一種雙向變換器控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)中包括上述的隔離型DC/DC控制器。
[0014]特別是，所述控制系統(tǒng)包括電網(wǎng)、用電裝置、光伏電源和蓄電池，所述蓄電池通過所述隔離型DC/DC控制器分別連通至所述電網(wǎng)、所述用電裝置和所述光伏電源。
[0015]再一方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0016]—種基于上述隔離型DC/DC控制器的控制方法，主控電路通過光纖向交錯并聯(lián)主拓?fù)浒l(fā)送四路PWM信號；所述交錯并聯(lián)主拓?fù)湎蛩鲋骺仉娐贩祷厮穆稦o信號、兩路電壓采樣信號和兩路電流采樣信號；其中，PWM信號和Fo信號為數(shù)字信號，所述電壓采樣信號和電流采樣信號為模擬信號；所述Fo信號為IGBT短路故障返回信號。
[0017]特別是，所述主控電路通過光纖向交錯并聯(lián)主拓?fù)浒l(fā)送所述PffM信號的步驟為:所述主控電路發(fā)出的所述PWM信號經(jīng)信號調(diào)理電路放大后進(jìn)入光纖發(fā)送端，數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為光信號后傳輸至光纖接收端，所述光纖接收端將光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并經(jīng)過驅(qū)動電路發(fā)送至所述交錯并聯(lián)主拓?fù)洹?br>[0018]特別是，所述交錯并聯(lián)主拓?fù)湎蛩鲋骺仉娐贩祷谾o信號的步驟為:Fo信號經(jīng)信號調(diào)理電路放大后進(jìn)入所述光纖發(fā)送端，數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為光信號后輸送至所述光纖接收端，所述光纖接收端將光信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述數(shù)字信號經(jīng)信號調(diào)理電路發(fā)送至所述主控電路。
[0019]特別是，所述交錯并聯(lián)主拓?fù)湎蛩鲋骺仉娐贩祷仉妷翰蓸有盘柡碗娏鞑蓸有盘柕牟襟E為:在所述交錯并聯(lián)主拓?fù)涞闹麟娐飞系玫讲蓸与妷篤f，所述采樣電壓Vf經(jīng)過濾波處理后輸入到電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路中，轉(zhuǎn)換得到頻率為F的數(shù)字信號D1;所述數(shù)字信號D !在所述光纖發(fā)送端轉(zhuǎn)換為光信號、并通過光纖發(fā)送至所述光纖接收端；所述光纖接收端將光信號轉(zhuǎn)化為與所述光纖發(fā)送端同頻率的數(shù)字信號D2，所述數(shù)字信號隊進(jìn)入頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路后得到電壓信號Vf'，所述電壓信號V/經(jīng)所述信號調(diào)理電路和濾波電路處理后輸入所述主控電路中；所述電流采樣信號的傳輸與所述電壓采樣信號的傳輸步驟相同。
[0020]本發(fā)明隔離型DC/DC控制器的主控電路和交錯并聯(lián)主拓?fù)渲g通過光纖進(jìn)行通訊，采用交錯并聯(lián)雙向DC/DC主拓?fù)鋵崿F(xiàn)了對太陽能的存儲和使用；光纖傳輸具有隔離效果好、傳輸速度快、傳輸精度高等優(yōu)點(diǎn)，能保證控制器系統(tǒng)中強(qiáng)弱電的電氣隔離。
[0021]本發(fā)明雙向變換器控制系統(tǒng)中包括上述的隔離型DC/DC控制器，對光伏能源的利用率更高。
[0022]本發(fā)明基于上述隔離型DC/DC控制器的控制方法至少通過光纖傳輸PffM驅(qū)動信號、Fo信號、電壓采樣信號和電流采樣信號，其中，模擬信號(電壓采樣信號和電流采樣信號)通過電壓/頻率轉(zhuǎn)換和頻率/電壓轉(zhuǎn)換完成光纖傳輸，傳輸?shù)乃俣群途榷几?，控制效果更好?br>【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的隔離型DC/DC控制器的器件連接關(guān)系示意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的雙向變換器控制系統(tǒng)的器件連接關(guān)系示意圖；
[0025]圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的主控電路通過光纖向交錯并聯(lián)主拓?fù)浒l(fā)送PffM信號的流程圖；
[0026]圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的交錯并聯(lián)主拓?fù)湎蛑骺仉娐贩祷豂GBT短路保護(hù)Fo信號的流程圖；
[0027]圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的交錯并聯(lián)主拓?fù)湎蛑骺仉娐贩祷仉妷翰蓸有盘柕牡牧鞒虉D；
[0028]圖6是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的交錯并聯(lián)主拓?fù)湎蛑骺仉娐贩祷仉娏鞑蓸有盘柕牡牧鞒虉D。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0030]優(yōu)選實施例:
[0031]本實施例公開一種隔離型DC/DC控制器。如圖1所示，該控制器包括主控電路、與主控電路通過光纖進(jìn)行通訊的交錯并聯(lián)主拓?fù)?、用于將交錯并聯(lián)主拓?fù)浞答伒碾娏骱碗妷耗M信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路、以及用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號的頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路。電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路和頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路之間通過光纖進(jìn)行通訊；頻率/電壓轉(zhuǎn)換電路將所得到的電流和電壓模擬信號發(fā)送至主控電路。
[0032]該隔離型DC/DC控制器輸出電流紋波小，占空比為50%時電流紋波為零；電流容量大，功率密度高，電壓和電流的輸出精度高，動態(tài)響應(yīng)速度快。該隔離型DC/DC控制器實現(xiàn)了能量的雙向流動、實時切換，提高了光伏的利用率；能實現(xiàn)完全的電氣隔離，穩(wěn)定性、可靠性、安全性都很高。
[0033]為了實現(xiàn)光纖傳輸、以及模擬信號的轉(zhuǎn)換和傳輸，在主控電路和交錯并聯(lián)主拓?fù)渲g至少設(shè)置有信號調(diào)理電路、光纖發(fā)送端和光纖接收端。
[0034]在交錯并聯(lián)主拓?fù)涞那岸嗽O(shè)置有驅(qū)動電路；光纖接收端接收到光信號后將其轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，光纖