【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力變換，尤其涉及一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置及輸出方法。
技術介紹
1、常規的儲能裝置輸出的原理如圖1所示，通過兩次直流變換和一次逆變過程，實現直流或者交流輸出。逆變電路的直流輸入信號是由電路中的直流儲能電容來提供的，但是直流儲能電容是電力領域大多是系統事件的原因，此外直流儲能電容經常被認為是逆變器最嚴重的可靠性問題，直流電容器可能隨著熱量或者電化學過程導致逐漸老化，導致電容值下降和漏電流增加，這種漏電流不僅會降低電容器的性能，還會導致逆變效率下降，并引發電氣故障或火災風險，并且直流儲能電容對溫度敏感，工作溫度每升高10攝氏度，電容器的使用壽命減半，因此有必要提供更高可靠性和更長使用壽命的功率轉換裝置。
2、圖1中的拓撲圖中有兩個直流變換環節，配置了兩個獨立的電感器，如能將兩個電感進行整合，替換掉逆變環節中的儲能電容，可以能克服直流電容器不可靠的問題。因此，提供一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置，使用電感器替換直流儲能電容環節，從而提高電源的可靠性，是非常必要的。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提出了一種逆變環節不使用直流儲能電容器、具有較好的擴展輸出能力、降低了系統的復雜度的、可與柔性電池結合的兩輸出裝置及輸出方法。
2、一方面，本專利技術提供了一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置，包括鏈路電感link、輸入單元、第一輸出單元和第二輸出單元；
3、鏈路電感link作為儲能元件；
4、輸入單元的輸入端與電源電性連
5、第一輸出單元的輸入端分別與鏈路電感link的兩端分別電性連接，第一輸出單元的輸出端與第一負載電性連接；
6、第二輸出單元的輸入端分別與輸入單元的輸出端電性連接，第二輸出單元的輸出端與第二負載電性連接；
7、其中鏈路電感link的放電階段向第一負載輸出直流信號、交流信號，或者同時向第一負載和第二負載輸出直流與交流信號。
8、在以上技術方案的基礎上，優選的，所述輸入單元包括輸入電感l1、輸入電容c1、第一二極管d1、第二二極管d2、第三二極管d3、第四二極管d4、第一igbt器件s1、第二igbt器件s2、第三igbt器件s3和第四igbt器件s4；第一二極管d1的陽極分別與輸入電感l1的一端、輸入電容c1的一端和第四二極管d4的陽極電性連接，輸入電感的另一端與電源的一端電性連接；第一二極管d1的陰極與第一igbt器件的漏極電性連接，第一igbt器件的源極分別與第二二極管d2的陽極和鏈路電感link的一端電性連接，第二二極管d2的陰極與第二igbt器件s2的漏極電性連接，第二igbt器件s2的源極分別與輸入電容c1的另一端、電源的另一端和第三igbt器件s3的源極電性連接，第三igbt器件s3的漏極與第三二極管d3的陰極電性連接，第三二極管d3的陽極分別與鏈路電感link的另一端、第四igbt器件s4的源極電性連接，第四igbt器件s4的漏極與第四二極管d4的陰極電性連接；輸入電感l1的另一端與輸入電容c1的另一端作為輸入單元的輸入端；第二二極管d2的陽極和第三二極管d3的陽極作為輸入單元的輸出端。
9、優選的，所述第一輸出單元包括若干igbt器件、第一輸出電感l2和第一輸出電容c2；第九igbt器件s9的源極分別與第十igbt器件s10的源極和鏈路電感link的一端電性連接，第九igbt器件s9的漏極與第十一igbt器件s11的漏極電性連接，第十一igbt器件s11的源極分別與第十三igbt器件s13的源極、第一輸出電感l2的一端和第一輸出電容c2的一端電性連接，第一輸出電感l2的另一端與第一負載的一端電性連接；第十三igbt器件s13的漏極與第十五igbt器件s15的漏極電性連接，第十五igbt器件s15的源極分別與鏈路電感link的另一端和第十六igbt器件s16的源極電性連接，第十六igbt器件s16的漏極與第十四igbt器件s14的漏極電性連接，第十四igbt器件s14的源極分別與第一輸出電容c2的另一端、第一負載的另一端和第十二igbt器件s12的源極電性連接，第十二igbt器件s12的漏極與第十igbt器件s10的漏極電性連接；第九igbt器件s9的源極和第十五igbt器件的源極作為第一輸出單元的輸入端；第一輸出電感l2的另一端和第一輸出電容c2的另一端作為第一輸出單元的輸出端。
10、進一步優選的，所述第二輸出單元包括第二輸出電感l3、第二輸出電容c3、第五二極管d5、第六二極管d6、第七二極管d7、第八二極管d8、第五igbt器件s5、第六igbt器件s6、第七igbt器件s7和第八igbt器件s8；第五igbt器件s5的源極分別與第六二極管d6的陽極和第二二極管d2的陽極電性連接；第五igbt器件s5的漏極與第五二極管d5的陰極電性連接，第五二極管d5的陽極分別與第八二極管d8的陽極、第二輸出電感l3的一端和第二輸出電容c3的一端電性連接，第二輸出電感l3的另一端與第二負載的一端電性連接，第八二極管d8的陰極與第八igbt器件s8的漏極電性連接，第八igbt器件s8的源極分別與第七二極管d7的陽極和第三二極管d3的陽極電性連接，第七二極管d7的陰極分別與第六igbt器件s6的源極、第二輸出電容?c3的另一端和第二負載的另一端電性連接，第六igbt器件s6的漏極與第六二極管d6的陰極電性連接；第五igbt器件s5的源極和第八igbt器件s8的源極作為第二輸出單元的輸入端；第二輸出電感l3的另一端和第二輸出電容c3的另一端作為第二輸出單元的輸出端。
11、更進一步優選的，各igbt器件的源極和漏極之間均設置有續流二極管。
12、另一方面，本專利技術提供了一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置的輸出方法，包括如下步驟：
13、s1：配置上述的可與柔性電池結合的兩輸出裝置；
14、s2：實現dc-dc功率傳輸模式：在該模式下，第一輸出單元作為直流輸出側輸出直流信號；
15、s21、正向充電：開啟第一igbt器件s1和第三igbt器件s3，能量流向為電源、輸入電感l1、輸入電容c1、第一二極管d1、第一igbt器件s1、鏈路電感link、第三二極管d3和第三igbt器件s3，實現對鏈路電感link的正向充電；正向充電階段完成后關閉第一igbt器件s1和第三igbt器件s3；
16、s22、正向放電：開啟第九igbt器件s9和第十四igbt器件s14，能量流向為鏈路電感link、第十六igbt器件s16的續流二極管、第十四igbt器件、第一輸出電容c2、第一負載、第一輸出電感l2、第十一igbt器件s11的續流二極管和第九igbt器件s9，鏈路電感link向第一負載輸出直流信號；正向放電完成后關閉第九igbt器件s9和第十四igbt器件s14；
17、s23、反向充電：開啟第二igbt器件s2和第四igbt器件s4，能量流向為電源、輸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置，其特征在于，包括鏈路電感Link、輸入單元、第一輸出單元和第二輸出單元；
2.根據權利要求1所述的一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置，其特征在于，所述輸入單元包括輸入電感L1、輸入電容C1、第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、第一IGBT器件S1、第二IGBT器件S2、第三IGBT器件S3和第四IGBT器件S4；第一二極管D1的陽極分別與輸入電感L1的一端、輸入電容C1的一端和第四二極管D4的陽極電性連接，輸入電感的另一端與電源的一端電性連接；第一二極管D1的陰極與第一IGBT器件的漏極電性連接，第一IGBT器件的源極分別與第二二極管D2的陽極和鏈路電感Link的一端電性連接，第二二極管D2的陰極與第二IGBT器件S2的漏極電性連接，第二IGBT器件S2的源極分別與輸入電容C1的另一端、電源的另一端和第三IGBT器件S3的源極電性連接，第三IGBT器件S3的漏極與第三二極管D3的陰極電性連接，第三二極管D3的陽極分別與鏈路電感Link的另一端、第四IGBT器件S4的源極電性連接，第四IGBT器件S4的漏極
3.根據權利要求2所述的一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置，其特征在于，所述第一輸出單元包括若干IGBT器件、第一輸出電感L2和第一輸出電容C2；第九IGBT器件S9的源極分別與第十IGBT器件S10的源極和鏈路電感Link的一端電性連接，第九IGBT器件S9的漏極與第十一IGBT器件S11的漏極電性連接，第十一IGBT器件S11的源極分別與第十三IGBT器件S13的源極、第一輸出電感L2的一端和第一輸出電容C2的一端電性連接，第一輸出電感L2的另一端與第一負載的一端電性連接；第十三IGBT器件S13的漏極與第十五IGBT器件S15的漏極電性連接，第十五IGBT器件S15的源極分別與鏈路電感Link的另一端和第十六IGBT器件S16的源極電性連接，第十六IGBT器件S16的漏極與第十四IGBT器件S14的漏極電性連接，第十四IGBT器件S14的源極分別與第一輸出電容C2的另一端、第一負載的另一端和第十二IGBT器件S12的源極電性連接，第十二IGBT器件S12的漏極與第十IGBT器件S10的漏極電性連接；第九IGBT器件S9的源極和第十五IGBT器件的源極作為第一輸出單元的輸入端；第一輸出電感L2的另一端和第一輸出電容C2的另一端作為第一輸出單元的輸出端。
4.根據權利要求3所述的一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置，其特征在于，所述第二輸出單元包括第二輸出電感L3、第二輸出電容C3、第五二極管D5、第六二極管D6、第七二極管D7、第八二極管D8、第五IGBT器件S5、第六IGBT器件S6、第七IGBT器件S7和第八IGBT器件S8；第五IGBT器件S5的源極分別與第六二極管D6的陽極和第二二極管D2的陽極電性連接；第五IGBT器件S5的漏極與第五二極管D5的陰極電性連接，第五二極管D5的陽極分別與第八二極管D8的陽極、第二輸出電感L3的一端和第二輸出電容?C3的一端電性連接，第二輸出電感L3的另一端與第二負載的一端電性連接，第八二極管D8的陰極與第八IGBT器件S8的漏極電性連接，第八IGBT器件S8的源極分別與第七二極管D7的陽極和第三二極管D3的陽極電性連接，第七二極管D7的陰極分別與第六IGBT器件S6的源極、第二輸出電容?C3的另一端和第二負載的另一端電性連接，第六IGBT器件S6的漏極與第六二極管D6的陰極電性連接；第五IGBT器件S5的源極和第八IGBT器件S8的源極作為第二輸出單元的輸入端；第二輸出電感L3的另一端和第二輸出電容C3的另一端作為第二輸出單元的輸出端。
5.根據權利要求4所述的一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置，其特征在于，各IGBT器件的源極和漏極之間均設置有續流二極管。
6.一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置的輸出方法，其特征在于，包括如下步驟：
7.根據權利要求6所述的一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置的輸出方法，其特征在于，鏈路電感Link的參數計算公式如下：，其中為電源的輸入電壓；正向充電時間為0.29t，t為鏈路周期，一個鏈路周期包括兩個充放電周期：正向充電放電和反向充電放電；為鏈路電感輸出時的峰值電流。
8.根據權利要求7所述的一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置的輸出方法，其特征在于，輸入電感L1滿足如下關系式：
9.根據權利要求8所述的一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置的輸出...
【技術特征摘要】
1.一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置，其特征在于，包括鏈路電感link、輸入單元、第一輸出單元和第二輸出單元；
2.根據權利要求1所述的一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置，其特征在于，所述輸入單元包括輸入電感l1、輸入電容c1、第一二極管d1、第二二極管d2、第三二極管d3、第四二極管d4、第一igbt器件s1、第二igbt器件s2、第三igbt器件s3和第四igbt器件s4；第一二極管d1的陽極分別與輸入電感l1的一端、輸入電容c1的一端和第四二極管d4的陽極電性連接，輸入電感的另一端與電源的一端電性連接；第一二極管d1的陰極與第一igbt器件的漏極電性連接，第一igbt器件的源極分別與第二二極管d2的陽極和鏈路電感link的一端電性連接，第二二極管d2的陰極與第二igbt器件s2的漏極電性連接，第二igbt器件s2的源極分別與輸入電容c1的另一端、電源的另一端和第三igbt器件s3的源極電性連接，第三igbt器件s3的漏極與第三二極管d3的陰極電性連接，第三二極管d3的陽極分別與鏈路電感link的另一端、第四igbt器件s4的源極電性連接，第四igbt器件s4的漏極與第四二極管d4的陰極電性連接；輸入電感l1的另一端與輸入電容c1的另一端作為輸入單元的輸入端；第二二極管d2的陽極和第三二極管d3的陽極作為輸入單元的輸出端。
3.根據權利要求2所述的一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置，其特征在于，所述第一輸出單元包括若干igbt器件、第一輸出電感l2和第一輸出電容c2；第九igbt器件s9的源極分別與第十igbt器件s10的源極和鏈路電感link的一端電性連接，第九igbt器件s9的漏極與第十一igbt器件s11的漏極電性連接，第十一igbt器件s11的源極分別與第十三igbt器件s13的源極、第一輸出電感l2的一端和第一輸出電容c2的一端電性連接，第一輸出電感l2的另一端與第一負載的一端電性連接；第十三igbt器件s13的漏極與第十五igbt器件s15的漏極電性連接，第十五igbt器件s15的源極分別與鏈路電感link的另一端和第十六igbt器件s16的源極電性連接，第十六igbt器件s16的漏極與第十四igbt器件s14的漏極電性連接，第十四igbt器件s14的源極分別與第一輸出電容c2的另一端、第一負載的另一端和第十二igbt器件s12的源極電性連接，第十二igbt器件s12的漏極與第十igbt器件s10的漏極電性連接；第九igbt器件s9的源極和第十五igbt器件的源極作為第一輸出單元的輸入端；第一輸出電感l2的另一端和第一輸出電容c2的另一端作為第一輸出單元的輸出端。
4.根據權利要求3所述的一種可與柔性電池結合的兩輸出裝置，其特征在于，所述第二輸出單元包括第二輸出電感l3、第二輸出電容c3、第五二極管d5、第...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳海波，劉暢，曹琿茹，劉芳，周翀，楊悅，王志瑞，杜新志，楊旭，朱晉，田奧成，
申請(專利權)人：武漢華源電力設計院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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