雙向dc-dc升降壓系統(tǒng)及儲能系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，具體而言，涉及一種雙向DC-DC升降壓系統(tǒng)及儲能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]低地板車輛儲能系統(tǒng)中，在有接觸網(wǎng)的區(qū)段，對儲能系統(tǒng)進行充電，在無接觸網(wǎng)區(qū)段，將儲能系統(tǒng)存儲的電能升壓，為列車的牽引輔助系統(tǒng)供電，保證列車的正常運行。在傳統(tǒng)升降壓電路中，由于開關(guān)管為硬開通關(guān)斷，在高電壓大電流工況下?lián)p耗大，限制了開關(guān)頻率，導致電感體積很大，產(chǎn)品的功率密度低。續(xù)流二極管也為硬關(guān)斷，在關(guān)斷瞬間，由于電流存在反向恢復(fù)電流的現(xiàn)象，且關(guān)斷的反向電流斜率很大，和反向關(guān)斷電壓產(chǎn)生交疊，造成較大的二極管關(guān)斷損耗。以上兩點限制了產(chǎn)品的效率、工作電壓、工作電流及開關(guān)管的工作頻率，從而降低了產(chǎn)品的功率密度。由于對整車的質(zhì)量和體積有嚴格要求，要求整個儲能系統(tǒng)質(zhì)量和體積都比較小。
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中儲能系統(tǒng)質(zhì)量、體積較大的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種雙向DC-DC升降壓系統(tǒng)及儲能系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中儲能系統(tǒng)質(zhì)量、體積較大的問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種雙向DC-DC升降壓系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的雙向DC-DC升降壓系統(tǒng)包括升壓工作模式和降壓工作模式，該系統(tǒng)包括:第一輸入/輸出單元，用于作為降壓工作模式時系統(tǒng)的輸入端，或升壓工作模式時系統(tǒng)的輸出端；第二輸入/輸出單元，用于作為降壓工作模式時系統(tǒng)的輸出端，或升壓工作模式時系統(tǒng)的輸入端；第一雙向半橋電路，連接于第一輸入/輸出單元和第二輸入/輸出單元之間，用于作為降壓工作模式時系統(tǒng)的主電路；第二雙向半橋電路，連接于第一輸入/輸出單元和第二輸入/輸出單元之間，并與第一雙向半橋電路交錯并聯(lián)，用于作為升壓工作模式時系統(tǒng)的主電路；控制單元，與第一雙向半橋電路和第二雙向半橋電路電連接，用于控制第一雙向半橋電路或第二雙向半橋電路的開通或關(guān)斷。
[0006]進一步地，第一雙向半橋電路包括第一開關(guān)管Tl、第三開關(guān)管T3、第一二極管D1、第三二極管D3、第一電感L1、第二電感L2以及第三電感L3 ;第二雙向半橋電路包括第二開關(guān)管T2、第四開關(guān)管T4、第二二極管D2、第四二極管D4、第一電感L1、第二電感L2以及第三電感L3 ;第一開關(guān)管Tl的集電極與第一輸入/輸出單元正極連接，第一開關(guān)管Tl的發(fā)射極第二輸入/輸出單元正極連接，第一開關(guān)管Tl的基極與控制單元電連接；第一二極管Dl的正極與第一開關(guān)管Tl的發(fā)射極連接，第一二極管Dl的負極與第一開關(guān)管Tl的集電極連接；第三開關(guān)管T3的集電極與第一輸入/輸出單元正極連接，第三開關(guān)管T3的發(fā)射極第二輸入/輸出單元正極連接，第三開關(guān)管T3的基極與控制單元電連接；第三二極管D3的正極與第三開關(guān)管T3的發(fā)射極連接，第三二極管D3的負極與第三開關(guān)管T3的集電極連接；第一電感LI以及第三電感L3順序串聯(lián)于第一開關(guān)管Tl的發(fā)射極以及第二輸入/輸出單元正極之間；第二電感L2以及第三電感L3順序串聯(lián)于第三開關(guān)管T3的發(fā)射極以及第二輸入/輸出單元正極之間；第二開關(guān)管T2的集電極與第一開關(guān)管Tl的發(fā)射極連接，第二開關(guān)管T2的發(fā)射極第一輸入/輸出單元負極連接，第二開關(guān)管T2的基極與控制單元電連接；第二二極管D2的正極與第二開關(guān)管T2的發(fā)射極連接，第二二極管D2的負極與第二開關(guān)管T2的集電極連接；第四開關(guān)管T4的集電極與第二開關(guān)管T2的發(fā)射極連接，第四開關(guān)管T4的發(fā)射極第一輸入/輸出單元負極連接，第四開關(guān)管T4的基極與控制單元電連接；第四二極管D4的正極與第四開關(guān)管T4的發(fā)射極連接，第四二極管D4的負極與第四開關(guān)管T4的集電極連接。
[0007]進一步地，在控制單元控制第一雙向半橋電路的第一開關(guān)管Tl導通，第三開關(guān)管T3關(guān)斷，控制第二雙向半橋電路的第二開關(guān)管T2和第四開關(guān)管T4都關(guān)斷的情況下，雙向DC-DC升降壓系統(tǒng)進入降壓工作模式，電流通過第一輸入/輸出單元經(jīng)由第一開關(guān)管Tl傳輸至第二輸入/輸出單元，使得第一雙向半橋電路作為降壓工作模式時系統(tǒng)的主電路；在控制單元控制第一雙向半橋電路的第三開關(guān)管T3導通，第一開關(guān)管Tl關(guān)斷，控制第二雙向半橋電路的第二開關(guān)管T2和第四開關(guān)管T4都關(guān)斷的情況下，雙向DC-DC升降壓系統(tǒng)仍舊保持處于降壓工作模式，電流通過第一輸入/輸出單元經(jīng)由第三開關(guān)管T3傳輸至第二輸入/輸出單元，第一雙向半橋電路作為降壓工作模式時系統(tǒng)的主電路；在控制單元控制第二雙向半橋電路的第二開關(guān)管T2導通，第四開關(guān)管T4關(guān)斷，控制第一雙向半橋電路的第一開關(guān)管Tl和第三開關(guān)管T3都關(guān)斷的情況下，雙向DC-DC升降壓系統(tǒng)進入升壓工作模式，電流通過第二輸入/輸出單元經(jīng)由第二開關(guān)管T2傳輸至第一輸入/輸出單元，使得第二雙向半橋電路作為升壓工作模式時系統(tǒng)的主電路；在控制單元控制第二雙向半橋電路的第四開關(guān)管T4導通，第二開關(guān)管T2關(guān)斷，控制第一雙向半橋電路的第一開關(guān)管Tl和第三開關(guān)管T3都關(guān)斷的情況下，雙向DC-DC升降壓系統(tǒng)仍舊保持處于升壓工作模式，電流通過第二輸入/輸出單元經(jīng)由第四開關(guān)管T4傳輸至第一輸入/輸出單元，第二雙向半橋電路作為升壓工作模式時系統(tǒng)的主電路。
[0008]進一步地，在控制單元控制第一雙向半橋電路的第一開關(guān)管Tl導通之后，如果控制單元控制第一雙向半橋電路的第一開關(guān)管Tl關(guān)斷的情況下，雙向DC-DC升降壓系統(tǒng)進入續(xù)流工作模式，電流經(jīng)由續(xù)流電路返回至第二輸入/輸出單元，續(xù)流電路包括:第二二極管D2、第一電感LI和第三電感L3 ;在控制單元控制第一雙向半橋電路的第三開關(guān)管T3導通之后，如果控制單元控制第一雙向半橋電路的第三開關(guān)管T3關(guān)斷的情況下，雙向DC-DC升降壓系統(tǒng)進入續(xù)流工作模式，電流經(jīng)由續(xù)流電路返回至第二輸入/輸出單元，續(xù)流電路包括:第四二極管D4、第二電感L2和第三電感L3。
[0009]進一步地，第一雙向半橋電路包括第一電容Cl ;其中，第一電容Cl連接于第一開關(guān)管Tl的集電極與第一輸入/輸出單元負極之間，用于第一輸入/輸出單元電壓發(fā)生變化時進行補償。
[0010]進一步地，第二雙向半橋電路包括第二電容C2 ;其中，第二電容C2連接于第二開關(guān)管T2的集電極與第二輸入/輸出單元負極之間，用于第二輸入/輸出單元電壓發(fā)生變化時進行補償。
[0011]進一步地，控制單元發(fā)出控制信號控制第一開關(guān)管Tl以及第三開關(guān)管T3占空比工作時，系統(tǒng)為降壓系統(tǒng)。
[0012]進一步地，控制單元發(fā)出控制信號控制第二開關(guān)管T2以及第四開關(guān)管Τ4占空比工作時，系統(tǒng)為升壓系統(tǒng)。
[0013]進一步地，第一電感LI與第二電感L2的電感值相等。
[0014]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，提供了一種儲能系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括:上述雙向DC-DC升降壓系統(tǒng)。
[0015]根據(jù)發(fā)明實施例，通過第一雙向半橋電路與第二雙向半橋電路的交錯并聯(lián)節(jié)約了元器件，主電感通過前級電路的交錯實現(xiàn)了倍頻，從而減小電感體積，解決了現(xiàn)有技術(shù)中儲能系統(tǒng)質(zhì)量、體積較大的問題，達到了減小系統(tǒng)質(zhì)量以及體積的效果。
【附圖說明】
[0016]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的雙向DC-DC升降壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例