太阳能发电机31将来自太阳的光能转换为直流电力。转换器34将太阳能发电机31所生成的直流电力转换为规定的直流电压Ea的直流电力，供应给直流母线36。风力发电机32将风力转换为直流电力。转换器35将风力发电机32所生成的直流电力转换为规定的直流电压Ea的直流电力，供应给直流母线36。
[0072 ]当直流电力系统21中直流电力有剩余时，充放电控制用转换器37从直流母线36中取出直流电力，并将直流电力储存在LiPo电池39中；当直流电力系统21中直流电力不足时，从LiPo电池39中取出直流电力，并供应给直流母线36。
[0073 ]当直流电力系统21中直流电力有剩余时，充放电控制用转换器38从直流母线36中取出直流电力，并将直流电力储存在双电层电容器40中；当直流电力系统21中直流电力不足时，从双电层电容器40中取出直流电力，并供应给直流母线36。
[0074]负载41是一般住宅、办公室、工厂设备、电动汽车充电设备等，会消耗来自直流母线36的直流电力。直流电力系统22的结构和直流电力系统21相同，包含被维持为规定的直流电压Eb(例如1000V)的直流母线23。
[0075]双向绝缘型DC/DC变换器20是在实施方式I中所说明的变换器，在直流母线36和23之间进行直流电力的供应接受。直流母线36包含分别连接到端子T1、T2的直流正母线及直流负母线。直流母线23包含分别连接到端子Τ3、Τ4的直流正母线及直流负母线。
[0076]双向绝缘型DC/DC变换器20减小直流电压Ea、Eb中量值较高的直流电压(本实施方式2中为Eb)所对应的交流基波电压Vb的脉冲宽度，使Va和Vb的有效值一致后，根据要流入的电流值及方向，设定交流基波电压Va、Vb的相位差Θ。从直流电力系统21向直流电力系统22供应直流电力时，使Va的相位较Vb提前;从直流电力系统22向直流电力系统21供应直流电力时，使Vb的相位较Va提前。
[0077]例如，在直流电力系统21中，商用交流电源30发生故障，直流电力不足时，从直流电力系统22向直流电力系统21供应直流电力。因此，该智能网络还具有不间断电源系统的功能。
[0078]在本实施方式2中，在双向绝缘型DC/DC变换器20中耦合有2个直流电力系统21、22，因此，即使在直流电力系统21、22的直流电压Ea、Eb发生较大变动的情况下，也能够稳定地在直流电力系统21、22之间供应接受直流电力。
[0079]此次公开的实施方式在各个方面都仅为例示，并非对本发明做出限制。本发明的范围以权利要求书的内容为准，而不是以上述所说明的内容为准，包括和权利要求书相等的内容以及保护范围内的全部变更。
标号说明
[0080]T1、T3正电压端子;T2、T4负电压端子；IS1、IS2电流检测器;VS1、VS2电压检测器；C1、C2电容器；1、2逆变器;L1、L2电抗器;3绝缘型变压器;4控制电路;DR1、DR2驱动器;5、6直流电路;Ql?Q4、Q11?Q14IGBT;D1?D4、D11?D14 二极管；10脉冲宽度设定部；11电压指令部；12、14减法器；13电压控制器；15电流控制器；16信号发生部；20双向绝缘型DC/DC变换器;21、22直流电力系统;30商用交流电源;31太阳能发电机;32风力发电机;33PWM变换器；34、35转换器;23、36直流母线；37、38充放电控制用转换器;39LiPo电池;40双电层电容器；41负载。
【主权项】
1.一种双向绝缘型DC/DC变换器，是在第I及第2直流电路之间进行直流电力供应接受的双向绝缘型DC/DC变换器，包括: 第I逆变器，该第I逆变器基于从所述第I直流电路接受的第I直流电压，生成第I交流基波电压； 第2逆变器，该第2逆变器基于从所述第2直流电路接受的第2直流电压，生成频率与所述第I交流基波电压相同的第2交流基波电压； 绝缘型变压器，该绝缘型变压器包含分别接受所述第I及第2交流基波电压且互相绝缘的初级绕组及次级绕组； 脉冲宽度设定部，该脉冲宽度设定部基于所述第I及第2直流电压，对所述第I及第2交流基波电压中的至少任一个的脉冲宽度进行设定，使得所述第I及第2交流基波电压的电压差小于预先设定的值； 相位差设定部，该相位差设定部对所述第I及第2交流基波电压的相位差进行设定，使得在所述第I及第2直流电路之间供应接受期望的直流电力；以及 信号发生部，该信号发生部基于所述脉冲宽度设定部及所述相位差设定部的设定结果，生成所述第I及第2逆变器的控制信号。2.如权利要求1所述的双向绝缘型DC/DC变换器，其特征在于，所述脉冲宽度设定部进行如下动作: 当所述第I直流电压高于所述第2直流电压时，减小所述第I交流基波电压的脉冲宽度，使得所述第I及第2交流基波电压的有效值一致； 当所述第2直流电压高于所述第I直流电压时，减小所述第2交流基波电压的脉冲宽度，使得所述第I及第2交流基波电压的有效值一致。3.如权利要求2所述的双向绝缘型DC/DC变换器，其特征在于， 如果将所述第I及第2直流电压分别设为Ea、Eb， 将所述第I及第2交流基波电压的脉冲宽度分别设为α、β，则 当Ea>Eb时，所述脉冲宽度设定部使Ci = Ssirr1(EVEa)、β=π， 当Eb>Ea时，所述脉冲宽度设定部使Ci = JTj = Ssirr1(EaZiEb)， 以使得所述第I及第2交流基波电压的有效值一致。4.如权利要求3所述的双向绝缘型DC/DC变换器，其特征在于， 如果将所述第I及第2交流基波电压的相位差设为Θ， 则所述信号发生部生成 频率为所述第I及第2交流基波电压的2倍且从O到变化的锯齿波信号、 第 I 参考信号 Sl = 3r/2+(-0/2+3i/2-a/2)、 第2参考信号32 = 31/2+(-9/2-31/2+<1/2)、 第3参考信号S3 = 3i/2+(9/2+3i/2-fV2)、以及 第4参考信号54 = 31/2+(0/2-31/2+0/2)， 基于所述锯齿波信号和所述第I及第2参考信号的交点，分别生成所述第I逆变器的第I及第2控制信号， 基于所述锯齿波信号和所述第3及第4参考信号的交点，分别生成所述第2逆变器的第3及第4控制信号。5.如权利要求4所述的双向绝缘型DC/DC变换器，其特征在于， 所述信号发生部 在所述锯齿波信号的奇数号周期中的所述锯齿波信号和所述第I?第4参考信号的交点处，分别使所述第I?第4控制信号由第I逻辑电平变化为第2逻辑电平； 在所述锯齿波信号的偶数号周期中的所述锯齿波信号和所述第I?第4参考信号的交点处，分别使所述第I?第4控制信号由所述第2逻辑电平变化为所述第I逻辑电平。6.如权利要求4所述的双向绝缘型DC/DC变换器，其特征在于， 所述信号发生部 在所述锯齿波信号的奇数号周期中的所述锯齿波信号和所述第I?第4参考信号的交点处，分别使所述第I?第4控制信号由第I逻辑电平变化为第2逻辑电平，并存储这些交点的相关信息; 基于存储的信息，在所述锯齿波信号的偶数号周期中，使所述第I?第4控制信号由所述第2逻辑电平变化为所述第I逻辑电平。7.如权利要求1至6中任一项所述的双向绝缘型DC/DC变换器，其特征在于，还包括第I及第2电压检测器，该第I及第2电压检测器分别检测所述第I及第2直流电压， 所述脉冲宽度设定部基于所述第I及第2电压检测器的检测结果，设定所述第I及第2交流基波电压各自的脉冲宽度。8.如权利要求1至7中任一项所述的双向绝缘型DC/DC变换器，其特征在于， 还包括第I电抗器和第2电抗器中的至少任一个电抗器，所述第I电抗器的一个端子接受所述第I交流基波电压，另一个端子连接到所述第I绕组的一个端子， 所述第2电抗器的一个端子接受所述第2交流基波电压，另一个端子连接到所述第2绕组的一个端子。9.一种智能网络，包括: 权利要求1至8中任一项所述的双向绝缘型DC/DC变换器、以及 所述第I及第2直流电路， 所述第I及第2直流电路分别是第I及第2直流电力系统。10.如权利要求9所述的智能网络，其特征在于，所述第I及第2直流电力系统分别包含: 直流母线，该直流母线连接到所述第I或第2端子； 直流电源，该直流电源将直流电力供应给所述直流母线； 负载，该负载由来自所述直流母线的直流电力驱动；以及 储电装置，该储电装置连接到所述直流母线，储存直流电力。
【专利摘要】在该双向绝缘型DC/DC变换器中，减小2个直流电压(Ea、Eb)中量值较高的直流电压所对应的交流基波电压(Va或Vb)的脉冲宽度(α或β)，使交流基波电压(Va和Vb)的有效值一致后，根据要流入的电流值及方向，设定交流基波电压(Va、Vb)的相位差(θ)。因此，即使在2个直流电压(Ea、Eb)之差发生较大变动的情况下，也能够稳定地供应接受直流电力。
【IPC分类】H02M3/28
【公开号】CN105637752
【申请号】CN201480056532
【发明人】真田和法, 益永博史, 川畑良尚, 川畑隆夫
【申请人】东芝三菱电机产业系统株式会社, 学校法人立命馆
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年9月10日
【公告号】WO2015056503A1