交直流功率变换器及交直流变换系统的制作方法

本申请涉及储能，具体而言，涉及一种交直流功率变换器及交直流变换系统。

背景技术：

1、随着社会的发展和新能源技术的进步，交直流(ac/dc)功率变换器在电力系统中占有越来越重要的地位。为保证交直流功率变换器的工作需求，交直流变换器内通常需要配置电源模块，以为交直流功率变换器内的用电单元进行供电。

2、然而，在目前的技术中，交直流功率变换器内的电源模块通常是由直流侧进行供电，但当其处于长时间处于待机工况下，易出现直流侧过度放电问题。为避免直流侧的过度放电，现有方案中，通过设置交流侧的电源模块和直流侧的电源模块两个电源模块，并通过二极管并联后，一起为后级供电，此时，通过设置交流侧的电源模块输出电压高于直流侧的电源模块输出电压，从而达到当电源模块的交流侧有电时，实现交流侧优先供电。

3、但现有方案中，直流侧的电源模块实际处于空载状态，使得直流侧的电源模块存在一定的空载损耗，长时间累积对直流侧的电池模块造成较大的损耗，减少了直流侧的储能静置时间。

技术实现思路

1、本申请的目的包括，例如，提供了一种交直流功率变换器及交直流变换系统，其能够在交直流功率变换器的交流侧和直流侧同时满足供电时，由交流侧优先供电，从而达到降低交直流功率变换器的直流侧损耗，延长直流侧的储能静置时间的目的。

2、为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种交直流功率变换器，包括：交流端子、功率变换单元、第一开关单元、电源模块以及采样控制模块；

4、其中，所述交流端子连接所述功率变换单元的交流端，所述功率变换单元的直流端连接直流端子，所述采样控制模块连接所述功率变换单元的控制端；所述电源模块通过所述第一开关单元连接所述直流端子，所述电源模块还连接所述交流端子，所述电源模块还连接所述采样控制模块；

5、所述采样控制模块还连接所述交流端子和所述第一开关单元的控制端。

6、可选地，所述交直流功率变换器还包括：第二开关单元和第三开关单元，所述交流端子通过所述第二开关单元连接所述功率变换单元的交流端，所述功率变换单元的直流端通过所述第三开关单元连接所述直流端子；

7、所述采样控制模块还连接所述第二开关单元和所述第三开关单元的控制端。

8、可选地，所述采样控制模块包括：第一控制单元，所述第一控制单元的第一输入端连接所述交流端子，所述第一控制单元的第二输入端连接所述直流端子；

9、所述第一控制单元的第一输出端连接所述功率变换单元的控制端、所述第一控制单元的第二输出端连接所述第一开关单元的控制端，所述第一控制单元的第三输出端连接所述第二开关单元的控制端、所述第一控制单元的第四输出端连接所述第三开关单元的控制端。

10、可选地，所述采样控制模块包括：第二控制单元和第三控制单元，所述第二控制单元的第一输入端连接所述交流端子，所述第二控制单元的第二输入端连接所述直流端子；

11、所述第二控制单元的第一输出端连接所述功率变换单元的控制端、所述第二控制单元的第二输出端和第三输出端分别连接所述第二开关单元和所述第三开关单元的控制端；

12、所述第三控制单元的输入端连接所述交流端子；所述第三控制单元的输出端连接所述第一开关单元的控制端。

13、可选地，所述第三控制单元包括：交流判断单元，所述交流判断单元的输入端连接所述交流端子，所述交流判断单元的输出端连接所述第一开关单元的控制端。

14、可选地，所述交直流功率变换器还包括：第一单向导通器件，所述电源模块通过所述第一单向导通器件连接所述直流端子。

15、可选地，所述交直流功率变换器还包括：第二单向导通器件，所述电源模块还通过所述第二单向导通器件连接所述交流端子。

16、可选地，所述交直流功率变换器还包括：第三单向导通器件，所述电源模块还通过所述第三单向导通器件连接所述功率变换单元的直流母线。

17、可选地，所述第一开关单元为继电器、断路器，或者，半导体开关器件。

18、第二方面，本申请实施例还提供了一种交直流变换系统，包括：上述第一方面中任一所述的交直流功率变换器以及储能模块，所述交直流功率变换器中的交流端子用于连接预设交流电源，所述交直流功率变换器的直流端子连接所述储能模块。

19、本申请的有益效果是：

20、本申请实施例提供的一种交直流功率变换器及交直流变换系统，通过交直流功率变换器包括的交流端子、功率变换单元、第一开关单元、电源模块以及采样控制模块；其中，交流端子连接功率变换单元的交流端，功率变换单元的直流端连接直流端子，采样控制模块连接功率变换单元的控制端；电源模块通过第一开关单元连接直流端子；采样控制模块还连接交流端子和第一开关单元的控制端。由此，可通过将电源模块既连接交流端子，又可通过第一开关单元连接直流端子，以提供电源模块从交流侧和直流侧的双供电回路，并且，采样控制模块连接交流端子和第一开关单元的控制端，可使得采样控制模块基于交流侧的供电状态，控制第一开关单元的通断，由于电源模块和交流端子之间是直接连接，因此，可在电源模块具有交流侧和直流侧的双供电的情况下，实现交流侧的优先供电；减少了直流侧的静态损耗，延长了直流侧的静置时间，从而有效避免了交直流功率变换器长时间处于待机的工况下，直流侧的过度放电问题。

技术特征：

1.一种交直流功率变换器，其特征在于，包括：交流端子、功率变换单元、第一开关单元、电源模块以及采样控制模块；

2.根据权利要求1所述的交直流功率变换器，其特征在于，所述交直流功率变换器还包括：第二开关单元和第三开关单元，所述交流端子通过所述第二开关单元连接所述功率变换单元的交流端，所述功率变换单元的直流端通过所述第三开关单元连接所述直流端子；

3.根据权利要求2所述的交直流功率变换器，其特征在于，所述采样控制模块包括：第一控制单元，所述第一控制单元的第一输入端连接所述交流端子、所述第一控制单元的第二输入端连接所述直流端子；

4.根据权利要求2所述的交直流功率变换器，其特征在于，所述采样控制模块包括：第二控制单元和第三控制单元，所述第二控制单元的第一输入端连接所述交流端子，所述第二控制单元的第二输入端连接所述直流端子，所述第二控制单元的第一输出端连接所述功率变换单元的控制端、所述第二控制单元的第二输出端和第三输出端分别连接所述第二开关单元和所述第三开关单元的控制端；

5.根据权利要求4所述的交直流功率变换器，其特征在于，所述第三控制单元包括：交流判断单元，所述交流判断单元的输入端连接所述交流端子，所述交流判断单元的输出端连接所述第一开关单元的控制端。

6.根据权利要求1所述的交直流功率变换器，其特征在于，所述交直流功率变换器还包括：第一单向导通器件与第二单向导通器件，和/或第三单向导通器件，所述电源模块通过所述第一单向导通器件连接所述直流端子；所述电源模块还通过所述第二单向导通器件连接所述交流端子；所述电源模块还通过所述第三单向导通器件连接所述功率变换单元的直流母线。

7.根据权利要求1-6中任一所述的交直流功率变换器，其特征在于，所述第一开关单元为继电器、断路器，或者，半导体开关器件。

8.一种交直流变换系统，其特征在于，包括：上述权利要求1-7中任一所述的交直流功率变换器以及储能模块，所述交直流功率变换器中的交流端子用于连接预设交流电源，所述交直流功率变换器的直流端子连接所述储能模块。

9.根据权利要求8的所述的交直流变换系统，其特征在于，所述交直流功率变换器为多个，多个交直流功率变换器并联连接，所述多个交直流功率变换器的交流侧连接一个所述预设交流电源。

10.根据权利要求9的所述的交直流变换系统，其特征在于，所述多个交直流功率变换器中的每个所述交直流功率变换器的直流侧对应连接一个所述储能模块，或，所述多个交直流功率变换器的直流侧连接一个所述储能模块。

技术总结
本申请的实施例提供了一种交直流功率变换器及交直流变换系统，涉及储能技术领域。该交直流功率变换器包括：交流端子、功率变换单元、第一开关单元、电源模块以及采样控制模块；其中，交流端子连接功率变换单元的交流端，功率变换单元的直流端连接直流端子，采样控制模块连接功率变换单元的控制端；电源模块通过第一开关单元连接直流端子；电源模块还连接交流端子，电源模块还连接采样控制模块；采样控制模块还连接交流端子和第一开关单元的控制端。由此，本申请可实现在电源模块具有交流侧和直流侧的双供电的情况下，实现交流侧的优先供电，从而达到降低交直流功率变换器的直流侧损耗，延长直流侧的储能静置时间的目的。

技术研发人员：王建波,范杨平,王小刚
受保护的技术使用者：西安领充创享新能源科技有限公司
技术研发日：20230524
技术公布日：2024/1/15