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CN117795837A - 电压变换电路、控制方法和储能设备 - Google Patents

电压变换电路、控制方法和储能设备 Download PDF

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CN117795837A
CN117795837A CN202280004149.XA CN202280004149A CN117795837A CN 117795837 A CN117795837 A CN 117795837A CN 202280004149 A CN202280004149 A CN 202280004149A CN 117795837 A CN117795837 A CN 117795837A
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CN
China
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voltage
conversion circuit
switching tube
voltage conversion
driving signal
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Application number
CN202280004149.XA
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Inventor
吴东
何述宏
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Ecoflow Technology Ltd
Original Assignee
Ecoflow Technology Ltd
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Publication date
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/06Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
    • H02M3/07Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps

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Abstract

一种电压变换电路的控制方法,包括:获取电压变换电路的输入电压的电压变化量;在输入电压的电压变化量大于预设电压变化阈值时,停止输出驱动信号至电压变换电路;在电压变换电路停止工作的时长达到第一预设时长时,获取电压变换电路的输入电压以及目标输出电压;根据输入电压和目标输出电压生成第一驱动信号,并输出第一驱动信号至第一桥臂模块中的第一开关管;获取电压变换电路的输出电流,在输出电流大于预设电流阈值的持续时长达到第二预设时长时,输出第二驱动信号至第二桥臂模块中的第二开关管。

Description

电压变换电路、控制方法和储能设备 技术领域
本申请属于电路技术领域,具体涉及一种电压变换电路、控制方法和储能设备。
背景技术
这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息,而不必然地构成示例性技术。
在为具有电池或者储能器件的储能电路进行充电时,一般是由充电电源提供电源电压,经过电压变换电路的转换得到合适的充电电压,该充电电压用于为储能电路充电。在为储能电路的充电过程中,有时候会发生电源电压突然跳变的现象,如电源电压突然增加到一个较高的数值,此时为了避免电路中的元器件受损,通常会控制电压变换电路中的桥臂单元关断。当检测到电路中的电流下降后会再次开启电压变换电路为储能电路充电,容易造成电压变换电路产生较大内部损耗,从而导致电压变换电路损坏。
发明内容
根据本申请的各种实施例,提供一种电压变换电路、控制方法和储能设备。
根据本申请实施例的一个方面,提供一种电压变换电路的控制方法,所述电压变换电路用于对输入的直流电源进行转换后输出供电信号,所述电压变换电路包括第一桥臂模块、电感以及第二桥臂模块;所述第一桥臂模块和所述第二桥臂模块通过所述电感形成H桥臂电路,所述电压变换电路的控制方法包括:
获取所述电压变换电路的输入电压的电压变化量;
在所述输入电压的电压变化量大于预设电压变化阈值时,停止输出驱动信号至所述电压变换电路,以控制所述电压变换电路停止工作;
在所述电压变换电路停止工作的时长达到第一预设时长时,获取所述 电压变换电路的输入电压以及目标输出电压;
根据所述输入电压和所述目标输出电压生成第一驱动信号,并输出所述第一驱动信号至所述第一桥臂模块中的第一开关管,所述第一驱动信号用于控制所述第一开关管工作;
获取所述电压变换电路的输出电流,在所述输出电流大于预设电流阈值的持续时长达到第二预设时长时,输出第二驱动信号至所述第二桥臂模块中的第二开关管;所述第二驱动信号用于控制所述第二开关管导通;
其中,所述第一开关管为所述电压变换电路当前所处电压变化模式的主开关管;所述第二开关管为用于与所述主开关管形成供电回路的开关管。
根据本申请实施例的一个方面,提供一种电压变换电路,所述电压变换电路用于对输入的直流电源进行转换后输出供电信号,所述电压变换电路包括:
控制模块、第一桥臂模块、电感以及第二桥臂模块;所述第一桥臂模块和所述第二桥臂模块通过所述电感形成H桥臂电路;
所述控制模块,用于获取输入电压的电压变化量;
所述控制模块,还用于在所述输入电压的电压变化量大于预设电压变化阈值时,停止输出驱动信号至所述电压变换电路,以控制所述电压变换电路停止工作;
所述控制模块,还用于在所述电压变换电路停止工作的时长达到第一预设时长时,获取所述电压变换电路的输入电压以及目标输出电压;
所述控制模块,还用于根据所述输入电压和所述目标输出电压生成第一驱动信号,并输出所述第一驱动信号至所述第一桥臂模块中的第一开关管,所述第一驱动信号用于控制所述第一开关管工作;
所述控制模块,还用于获取所述电压变换电路的输出电流,在所述输出电流大于预设电流阈值的持续时长达到第二预设时长时,输出第二驱动信号至所述第二桥臂模块中的第二开关管;所述第二驱动信号用于控制所述第二开关管导通;
其中,所述第一开关管为所述电压变换电路当前所处电压变化模式的主开关管;所述第二开关管为用于与所述主开关管形成供电回路的开关管。
根据本申请实施例的一个方面,提供一种储能设备,包括储能电路和本申请任意实施例提供的电压变换电路。
根据本申请实施例的一个方面,本申请还提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
根据本申请实施例的一个方面,本申请还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。
本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示意性地示出了本申请一个实施例提供的电压变换电路的结构图一。
图2示意性地示出了本申请一个实施例提供的电压变换电路的控制方法的流程图。
图3示意性的示出了传统控制方法下的电压变换电路的波形图。
图4示意性的示出了应用本申请控制方法下的电压变换电路的波形图。
图5示意性地示出了本申请一个实施例提供的电压变换电路的结构图二。
图6示意性地示出了本申请一个实施例提供的电压变换电路的结构图三。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
如图1所示,本申请实施例提供的电压变换电路100包括第一桥臂模块110、电感L和第二桥臂模块120。第一桥臂模块110通过电感L与第二桥臂模块120连接,从而形成H桥臂电路。第一桥臂模块110用于连接直流电源200,且接收直流电源200提供的输入电压。电压变换电路100对直流电源200提供的输入电压进行转换后,通过第二桥臂模块120输出相应的输出电压。
如图2所示,本申请实施例提供的电压变换电路的控制方法包括步骤210至步骤250,具体如下:
步骤210、获取电压变换电路的输入电压的电压变化量。
具体地,如图1所示,电压变换电路100的输入电压由直流电源200提供。直流电源200可以是提供直流电的储能装置,也可以是对其他电源进行转换后提供直流电的转换电路。例如,直流电源200是存储电能的蓄电池。再例如,直流电源200是一种将太阳能转换电能并输出直流电的电源系统。
在实际应用中,直流电源200提供的直流电通常具有一定的波动性,直流电的波动大小体现在电压变换电路100的输入电压的电压变化量。例如,直流电源200是一种将太阳能转换电能并输出直流电的电源系统,由于太阳光照的不稳定性,导致由太阳能转换得到的直流电具有较大的波动性,从而引起电压变换电路的输入电压的跳变。
在本申请的一个实施例中,输入电压的电压变化量可以是预设时间间隔的电压变化量。例如,在第一时刻检测到输入电压为第一电压值,在经过预设时间间隔后的第二时刻检测到输入电压为第二电压值,则电压变化量为第二电压值与第一电压值的差值。该预设时间间隔可以根据实际需要设定,比如,预设时间间隔可以根据直流电的波动规律设定。
步骤220、在输入电压的电压变化量大于预设电压变化阈值时,停止输出驱动信号至电压变换电路,以控制电压变换电路停止工作。
具体地,当输入电压的电压变化量大于预设电压变化阈值时,说明输 入电压的跳变较大,为了防止较大电压跳变造成的冲击而损坏电压变换电路100中的元器件,此时停止输出驱动信号至电压变换电路100,使电压变换电路100停止工作。
例如,预设电压变化阈值为9V,当输入电压由70V跳变到80V时,则电压变化量大于预设电压变化阈值,此时停止输出驱动信号至电压变换电路100,使电压变换电路100停止工作。
容易理解的是,当输入电压的电压变化量小于预设电压变化阈值时,则表明输入电压的波动较小,可以认为输入电压仍然处于稳态,那么无需改变电压变换电路的工作状态。
请结合图1。电压变换电路100的电压变换功能实际是由第一桥臂模块110和第二桥臂模块120根据各自的驱动信号进行工作,并结合电感L的作用实现。在电压变换电路100的输入电压的电压变化量大于预设电压变化阈值时,通过停止输出驱动信号至电压变换电路100,进而停止向第一桥臂模块110与第二桥臂模块120输出驱动信号,控制第一桥臂模块110和第二桥臂模块120停止工作。
可以理解,通过停止输出驱动信号至电压变换电路100,进而控制电压变换电路100停止工作。由于电压变换电路100停止工作后,电感L在无输入电压的情况下,电感L的电流在第一预设时长内被逐渐耗尽。
步骤230、在电压变换电路停止工作的时长达到第一预设时长时,获取电压变换电路的输入电压以及目标输出电压。
在本实施例中,第一预设时长用于描述电压变换电路100在无驱动信号驱动下,电感L的电流续流直至耗尽所用的时长。
结合图1,具体地,在停止输出驱动信号至电压变换电路100后,电压变换电路100中由于电感L的存在,电感L中存储的电能通过第二桥臂模块120的第二开关管形成的续流回路进行释放,故本实施例中第一预设时长至少等于电感L的续流时长。当电压变换电路100停止工作的时长达到第一预设时长时,确定电感L上的电能释放完毕,即电感L的电流降低至0A,此时可以获取电压变换电路100的输入电压和目标输出电压,并用输入电压和目标输出电压来计算重新发送至电压变换电路100的驱动信号的大小。此时获取电压变换电路100在当前时刻的输入电压。目标输出电压是指电压变换电路100需输入至后级电路的目标电压,也可以是后级电 路的当前电压。
例如,后级电路为储能电路,电压变换电路100的输出电压用于为储能电路充电,则目标输出电压可以是储能电路的当前电压,也可以是为储能电路充电的目标电压。
在本申请的一个实施例中,为了保证在电压变换电路100停止工作的时长达到第一预设时长时,电感L的电流被逐渐耗尽,第一预设时长可以设置为大于或等于电感L的电流续流时长。
例如,图1所示电压变换电路100的频率为100KHz,则电感L的续流时长大概为10us,那么第一预设时长可以设置为10us。
步骤240、根据输入电压和目标输出电压生成第一驱动信号,并输出第一驱动信号至第一桥臂模块中的第一开关管,第一驱动信号用于控制第一开关管工作;第一开关管为电压变换电路当前所处电压变化模式的主开关管。
具体地,电压变换电路100的电压变化模式包括升压模式和降压模式,升压模式是指电压变换电路100对输入电压进行升压操作,使输出电压高于输入电压。降压模式是指电压变换电路100对输入电压进行降压操作,使输出电压低于输入电压。
结合图1,第一桥臂模块110包括第一开关管Q1和第四开关管Q4,第二桥臂模块120包括第二开关管Q2和第三开关管Q3。当电压变换电路处于降压模式时,第一开关管Q1为主开关管,第四开关管Q4为续流开关管,第二开关管Q2恒导通(在电流较小时,第二开关管Q2也可以处于关断状态,电流可以经过第二开关管Q2的体二极管形成供电回路),与第一开关管Q1形成供电回路,第三开关管Q3恒关断。当电压变换电路处于升压模式时,第三开关管Q3为主开关管,第二开关管Q2为续流开关管,第一开关管Q1恒导通,与第三开关管Q3形成供电回路,第四开关管Q4恒关断。
在电压变换电路100停止工作的时长达到第一预设时长后,电感L的电流耗尽,那么可以重新为电压变换电路100提供驱动信号。一般而言,电压跳变是指电压突然增加。为便于说明,本实施例中,以电压变换电路工作于降压模式进行说明,故此时第一桥臂模块110中的第一开关管Q1为主开关管,第四开关管Q4为续流开关管。此时由于步骤220关闭了所 有开关管,故当前第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4均处于关断状态。故首先为第一桥臂模块110中的第一开关管Q1输入第一驱动信号。
在本申请的一个实施例中,第一驱动信号的计算过程包括:根据输入电压和目标输出电压确定驱动信号占空比;根据驱动信号占空比生成第一驱动信号。
第一驱动信号是一种PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)信号,通过确定驱动信号占空比,即可生成相应的第一驱动信号。
在本申请的一个实施例中,根据输入电压和目标输出电压确定驱动信号占空比,具体是将电压变换电路的目标输出电压与输入电压的比值作为驱动信号占空比。
例如,输入电压为80V,目标输出电压为48V,则驱动信号占空比的计算如下:
占空比=48/80×100%=60%。
根据计算得到的占空比生成占空比为60%的PWM信号作为第一驱动信号。
在本申请的一个实施例中,在将第一驱动信号输出至第一开关管之前,还包括:检测电压变换电路的输入电流是否小于或等于预设电流阈值;当电压变换电路的输入电流小于或等于预设电流阈值时,获取电压变换电路的输入电压以及目标输出电压后,执行根据输入电压和目标输出电压生成第一驱动信号,并输出第一驱动信号至第一桥臂模块中的第一开关管的步骤。
具体而言,在电压变换电路停止工作的时长达到第一预设时长后,检测到电压变换电路的输入电流小于或等于预设电流阈值时,才将第一驱动信号输出至第一开关管。这里的预设阈值可以根据电压变换电路的掉电速度确定。
步骤250、获取电压变换电路的输出电流,在输出电流大于预设电流阈值的持续时长达到第二预设时长时,输出第二驱动信号至第二桥臂模块中的第二开关管;第二驱动信号用于控制第二开关管导通;第二开关管为用于与主开关管形成供电回路的开关管。
具体地,如图1所示,电压变换电路100中的各个开关管具有各自的 体二极管,第一开关管Q1具有体二极管D1,第二开关管Q2具有体二极管D2,第三开关管Q3具有体二极管D3,第四开关管Q4具有体二极管D4。当向第一桥臂模块100中的第一开关管Q1输出第一驱动信号后,第一开关管Q1在第一驱动信号的驱动下开始工作,电感L上存储电能,由于此时第二开关管Q2未导通,流经第一开关管Q1的电流经过电感L后通过第二开关管Q2的体二极管D2流向电压变换电流100的后级电路。当电压变换电路100的输出电流(相当于电感L上的电流)大于预设电流阈值的持续时长达到第二预设时长时,再向第二桥臂模块120中的第二开关管Q2输出第二驱动信号,控制第二开关管Q2导通。由于是在输出电流大于预设电流阈值的持续时长达到第二预设时长时才导通第二开关管Q2,能够避免在启动初期小电流时,后级电路中的电流倒灌至电压变换电路所带来的电路损坏,同时也能够避免大电流流过开关管的体二极管所导致的高损耗,有利于降低开关管的故障率。
在本申请的一个实施例中,预设电流阈值和第二预设时长可以根据体二极管损耗确定。例如,预设电流阈值设置为2.5A,第二预设时长设置为3000控制周期,控制周期是指PWM信号的周期,一般3000控制周期为30ms。
在本申请的一个实施例中,在电压变换电路100处于降压模式时,第三开关管Q3恒关断,那么,在输出第二驱动信号时,还向第三开关管Q3输出第三驱动信号,该第三驱动信号控制第三开关管Q3恒关断,避免第三开关管Q3由于误触发与第二开关管Q2同时导通导致电路短接带来电路损害。同时,第四开关管Q4为续流开关管,第四开关管Q4对应的第四驱动信号与第一驱动信号之间波形相反,也即二者互补导通。在其他实施例中,第四开关管Q4与第一开关管Q2的驱动信号也不需要严格相反,只需要确保在续流电流大于预设值时第四开关管Q4处于导通状态即可,同时需要确保二者不能同时导通。
在相关技术方案中,当检测到电压变换电路100的输入电压突然跳变时,通常是停止输出电压变换电路100的驱动信号一段时间后,重新为电压变换电路100的各个开关管提供驱动信号,此时由于第二开关管Q2的关闭逻辑没有恢复,导致本应该关闭的第二开关管Q2的第二驱动信号还是恒定为高电平,此恒定高电平与第四开关管Q4保持的大占空比驱动信 号形成了一个后级电路电压给直流电源倒灌电流的升压变换,此变换造成了电感上的反向大电流,从而导致电流通过的开关管损坏。
在本申请实施例提供的技术方案中,通过在电压变化量大于预设电压变化阈值时停止输出驱动信号至电压变换电路100,当电压变换电路100停止工作的时长达到第一预设时长时,向第一开关管Q1提供基于当前输出电压和目标输出电压生成的第一驱动信号,以控制第一开关管Q1工作。当输出电流大于预设电流阈值的持续时长达到第二预设时长时,向第二开关管Q2输出第二驱动信号,以控制第二开关管Q2恒导通。由此,实现了电压变换电路100在输入电压跳变时的重启动,通过先提供第一驱动信号再提供第二驱动信号的方式,保证在电源电压变化量大而关断驱动信号之后,电压变换电路100的电流能够完全释放,避免相关技术方案中再次提供驱动信号时对电压变换电路100的工作状态产生误判,从而避免了再次启动电压变换电路100而产生电流倒灌的问题,同时减小开关管导通时的体二极管损耗,有利于降低电路的故障率,提高电路的稳定性。
示例性的,以电压变换电路100的输入由稳态70V/13A突然跳变到80V为例,来说明本申请技术方案的有益效果。图3示意性的示出了相关技术方案的控制方法下的电压变换电路100的波形图。在图3所示的波形图中,曲线1为电感L的电流波形,曲线2为第二开关管Q2的驱动信号波形,曲线3为第四开关管Q4的驱动信号波形,曲线4为第一开关管Q1的驱动信号波形。如图3所示,当输入电压跳变时,关断各开关管的驱动信号,电感电流下降至0,然后重启动电压变换电路100,即为各个开关管重新提供驱动信号,电感电流反向急剧增大,在波形图中形成电流尖峰,造成器件损坏,而后电路停止工作。
图4示意性的示出了应用本申请控制方法下的电压变换电路的波形图。在图4所示的波形图中,曲线A为电感L的电流波形,曲线B为第二开关管Q2的驱动信号波形,曲线C为第四开关管Q4的驱动信号波形,曲线D为第一开关管Q1的驱动信号波形。根据图4可以看出,通过先提供第一开关管Q1的驱动信号,待输出电流大于预设电流阈值的持续时长达到第二预设时长时,再提供第二开关管Q2的驱动信号,电感电流根据跳变后的电压变化模式正常恢复,电流波形不再出现尖峰现象,电路器件也正常工作而没有损坏。可见,本申请提供的电压变换电路的控制方法能够避免 传统技术方案中的电流倒灌,有利于降低电路的故障率,提高电路的稳定性。
图5示意性地示出了本申请一个实施例提供的电压变换电路的结构图二,本申请实施例提供的电压变换电路可以由上述实施例提供的电压变换电路的控制方法进行控制。
如图5所示,本申请实施例提供的电压变换电路100包括第一桥臂模块110、电感L、第二桥臂模块120和控制模块130,第一桥臂模块110通过电感L与第二桥臂模块120连接,从而形成H桥臂电路。直流电源200与第一桥臂模块110连接,向电压变换电路100提供输入电压。电压变换电路100对直流电源200提供的输入电压进行转换后,通过第二桥臂模块120输出供电信号,该供电信号也就是电压变换电路100的输出电压。
控制模块130分别连接第一桥臂模块110和第二桥臂模块120,用于为第一桥臂模块110和第二桥臂模块120提供驱动信号。控制模块130还用于对电压变换电路100的输出电压进行检测,以实施本申请任意实施例提供的电压变换电路的控制方法。具体的,电压变换电路的控制方法为:获取电压变换电路的输入电压的电压变化量;在输入电压的电压变化量大于预设电压变化阈值时,停止输出驱动信号至电压变换电路,以控制电压变换电路停止工作;在电压变换电路停止工作的时长达到第一预设时长时,获取电压变换电路的输入电压以及目标输出电压;根据输入电压和目标输出电压生成第一驱动信号,并输出第一驱动信号至第一桥臂模块中的第一开关管,第一驱动信号用于控制第一开关管工作;第一开关管为电压变换电路当前所处电压变化模式的主开关管;获取电压变换电路的输出电流,在输出电流大于预设电流阈值的持续时长达到第二预设时长时,输出第二驱动信号至第二桥臂模块中的第二开关管;第二驱动信号用于控制第二开关管导通;第二开关管为用于与主开关管形成供电回路的开关管。
控制模块130所实施的电压变换电路的控制方法的具体内容可以参考前述实施例的描述,在此不在赘述。
图6示意性地示出了本申请一个实施例提供的电压变换电路的结构图三,本实施例是对上述实施例的进一步细化。
如图6所示,本申请实施例提供的电压变换电路100包括第一桥臂模块110、电感L、第二桥臂模块120、控制模块MCU、第一放大模块和第 二放大模块。第一桥臂模块110包括第一开关管Q1和第四开关管Q4,第二桥臂模块120包括第二开关管Q2和第三开关管Q3。
第一开关管Q1的第一端连接直流电源DC,这里,直流电源DC可以为太阳能系统提供的直流电源PV。
第一开关管Q1的第二端连接第一节点T1。第四开关管Q4的第一端连接第一节点T1,第四开关管Q4的第二端接地。第二开关管Q2的第一端连接储能电路300,第二开关管Q2的第二端连接第二节点T2。第三开关管Q3的第一端连接第二节点T2,第三开关管Q3的第二端接地。电感L的一端连接第一节点T1,另一端连接第二节点T2。
第一开关管Q1的控制端和第四开关管Q4的控制端分别连接第一放大模块,第二开关管Q2的控制端和第三开关管Q3的控制端分别连接第二放大模块。第一放大模块和第二放大模块分别连接控制模块MCU。
在电压变换电路100的工作过程中,控制模块MCU生成两组驱动信号:第一组驱动信号和第二组驱动信号。第一组驱动信号输入至第一放大模块,经第一放大模块处理后输出第一驱动信号和第四驱动信号,其中,第一驱动信号输入至第一开关管Q1的控制端,以控制第一开关管Q1的导通或关断;第四驱动信号输入至第四开关管Q4的控制端,以控制第四开关管Q4的导通或关断。第二组驱动信号输入至第二放大模块,经第二放大模块处理后输出第二驱动信号和第三驱动信号,其中,第二驱动信号输入至第二开关管Q2的控制端,以控制第二开关管Q2的导通或关断;第三驱动信号输入至第三开关管Q3的控制端,以控制第三开关管Q3的导通或关断。
电压变换电路100的工作过程包括两种电压变化模式:升压模式和降压模式,电压变换电路100所处的电压变化模块可以通过控制模块MCU来判断。当控制模块MCU判断电压变换电路100需要输出高于输入电压的电压时,控制电压变化电路100工作于升压模式,此时,第三开关管Q3为主开关管,第二开关管Q2为续流开关管,第一开关管Q1恒导通,与第三开关管Q3形成供电回路,第四开关管Q4恒关断。当控制模块MCU判断电压变换电路100需要输出低于输入电压的电压时,控制电压变化电路100工作于降压模式时,此时,第一开关管Q1为主开关管,第四开关管Q4为续流开关管,第二开关管Q2恒导通,与第一开关管Q1形成供电回 路,第三开关管Q3恒关断。
容易理解的,本申请所有实施例中提供的电压变换电路100,可以被应用于最大功率跟踪MPPT太阳能控制器中。
以电压变换电路100的后级电路为储能电路,直流电源200是一种将太阳能转换电能并输出直流电的电源系统为例。电压变换电路100将该电源系统提供的第一直流电PV进行电压变换后,输出用于为储能电路进行充电的第二直流电源DC。
本申请实施例还提供了一种储能设备,该储能设备包括储能电路,以及为储能电路提供充电电压的电压变换电路,该电压变换电路可以是本申请任意实施例提供的电压变换电路100,可以通过本申请任意实施例提供的电压变换电路的控制方法进行控制,电压变换电路的具体结构及其控制方法可以参考前述实施例中的相关描述,在此不再赘述。
根据本申请实施例的一个方面,本申请还提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,处理器执行计算机程序时实现上述电压变换电路的控制方法的步骤。
根据本申请实施例的一个方面,本申请还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述电压变换电路的控制方法的步骤。
电压变换电路的控制方法可以参考前述实施例中的相关描述,在此不再赘述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

  1. 一种电压变换电路的控制方法,所述电压变换电路用于对输入的直流电源进行转换后输出供电信号,所述电压变换电路包括第一桥臂模块、电感以及第二桥臂模块;所述第一桥臂模块和所述第二桥臂模块通过所述电感形成H桥臂电路,所述电压变换电路的控制方法包括:
    获取所述电压变换电路的输入电压的电压变化量;
    在所述输入电压的电压变化量大于预设电压变化阈值时,停止输出驱动信号至所述电压变换电路,以控制所述电压变换电路停止工作;
    在所述电压变换电路停止工作的时长达到第一预设时长时,获取所述电压变换电路的输入电压以及目标输出电压;
    根据所述输入电压和所述目标输出电压生成第一驱动信号,并输出所述第一驱动信号至所述第一桥臂模块中的第一开关管,所述第一驱动信号用于控制所述第一开关管工作;
    获取所述电压变换电路的输出电流,在所述输出电流大于预设电流阈值的持续时长达到第二预设时长时,输出第二驱动信号至所述第二桥臂模块中的第二开关管;所述第二驱动信号用于控制所述第二开关管导通;
    其中,所述第一开关管为所述电压变换电路当前所处电压变化模式的主开关管;所述第二开关管为用于与所述主开关管形成供电回路的开关管。
  2. 根据权利要求1所述的电压变换电路的控制方法,其中,在所述输入电压的电压变化量大于预设电压变化阈值时,停止输出驱动信号至所述电压变换电路的步骤之后,还包括:
    检测所述电压变换电路的输入电流是否小于或等于预设电流阈值;
    当所述电压变换电路的输入电流小于或等于所述预设电流阈值时,获取所述电压变换电路的输入电压以及目标输出电压后,执行所述根据所述输入电压和所述目标输出电压生成所述第一驱动信号,并输出第一驱动信号至所述第一桥臂模块中的第一开关管的步骤。
  3. 根据权利要求1或2所述的电压变换电路的控制方法,其中,所述根据所述输入电压和目标输出电压生成第一驱动信号,包括:
    根据所述输入电压和所述目标输出电压确定驱动信号占空比;
    根据所述驱动信号占空比生成所述第一驱动信号。
  4. 根据权利要求3所述的电压变换电路的控制方法,其中,所述根据所述输入电压和所述目标输出电压确定驱动信号占空比,包括:
    将所述目标输出电压与所述输入电压的比值作为所述占空比。
  5. 根据权利要求1所述的电压变换电路的控制方法,其中,所述第二桥臂模块还包括第三开关管,所述控制方法还包括:
    在输出所述第二驱动信号至所述第二桥臂模块中的第二开关管时,还输出第三驱动信号至所述第二桥臂模块中的第三开关管,所述第三驱动信号用于控制所述第三开关管恒关断。
  6. 根据权利要求4所述的电压变换电路的控制方法,其中,所述第一预设时长大于或等于所述电压变换电路的电流续流时长,所述电压变换电路的电流续流时长表示所述电压变换电路当前所处变化模式中在续流状态下的持续时长。
  7. 一种电压变换电路,所述电压变换电路用于对输入的直流电源进行转换后输出供电信号,所述电压变换电路包括:
    控制模块、第一桥臂模块、电感以及第二桥臂模块;所述第一桥臂模块和所述第二桥臂模块通过所述电感形成H桥臂电路;
    所述控制模块,被配置为获取输入电压的电压变化量;
    所述控制模块,还被配置为在所述输入电压的电压变化量大于预设电压变化阈值时,停止输出驱动信号至所述电压变换电路,以控制所述电压变换电路停止工作;
    所述控制模块,还被配置为在所述电压变换电路停止工作的时长达到第一预设时长时,获取所述电压变换电路的输入电压以及目标输出电压;
    所述控制模块,还被配置为根据所述输入电压和所述目标输出电压生成第一驱动信号,并输出所述第一驱动信号至所述第一桥臂模块中的第一开关管,所述第一驱动信号用于控制所述第一开关管工作;
    所述控制模块,还被配置为获取所述电压变换电路的输出电流,在所述输出电流大于预设电流阈值的持续时长达到第二预设时长时,输出第二驱动信号至所述第二桥臂模块中的第二开关管;所述第二驱动信号用于控制所述第二开关管导通;
    其中,所述第一开关管为所述电压变换电路当前所处电压变化模式的主开关管;所述第二开关管为用于与所述主开关管形成供电回路的开关管。
  8. 根据权利要求7所述的电压变换电路,其中,所述第二桥臂模块还包括第三开关管;
    所述控制模块,还被配置为在输出所述第二驱动信号至所述第二桥臂模块中的第二开关管时,还输出第三驱动信号至所述第二桥臂模块中的第三开关管,所述第三驱动信号用于控制所述第三开关管恒关断。
  9. 根据权利要求8所述的电压变换电路,其中,所述第一桥臂模块还包括第四开关管;
    所述第一开关管的第一端连接直流电源,所述第一开关管的第二端连接第一节点;
    所述第四开关管的第一端连接所述第一节点,所述第四开关管的第二端接地;
    所述第二开关管的第一端用于连接储能电路,所述第二开关管的第二端连接第二节点;
    所述第三开关管的第一端连接所述第二节点,所述第三开关管的第二端接地;
    所述电感的一端连接所述第一节点,另一端连接所述第二节点。
  10. 一种储能设备,包括储能电路和权利要求7-9任一项所述的电压变换电路。
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