[发明专利]包括要并联或串联连接的DC电源的DC-DC变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种供电系统，更具体而言，涉及用于在两个DC电源和负载之间交换电力的供电系统。

背景技术

日本专利公开No.2000-295715（以下称为PTL1）描述了一种用于电动车辆的供电系统，其中从两个DC电源向负载（车辆的驱动电动机）供电。在PTL1中，将两个电双层电容器用作DC电源。描述了提供了一种操作模式，其中将两个电双层电容器并联连接，向负载供应电力。

日本专利公开No.2008-54477（以下简称PTL2）描述了一种电压变换装置，具有多个DC电压作为输入，并输出多个DC电压。在PTL2中描述的电压变换装置中，通过切换储能模块（线圈）的端子和多个输入电势以及多个输出电势之间的连接，切换操作模式。操作模式包括并联连接两个DC电源以向负载供应电力的模式。

此外，日本专利公开No.2010-57288（以下简称PTL3）描述了电力供应装置的一种配置，包括第一和第二电力存储单元，设有用于切换电力存储单元之间的串联连接和并联连接的开关。

引用列表

专利文献

PTL1:日本专利公开No.2000-295715

PTL2:日本专利公开No.2008-54477

PTL3:日本专利公开No.2010-57288

发明内容

技术问题

在PTL1和2的配置中，能够将两个DC电源并联连接以向负载供电。不过，未考虑两个DC电源串联连接。

在PTL3的配置中，切换第一和第二电力存储单元的串联连接和并联连接，以改变要施加到控制电动机发电机的驱动的逆变器的电压。具体而言，专利文献3未考虑相对于来自串联连接或并联连接的电力存储单元的输出电压的DC电压变换功能。

因此，在根据电压命令值控制到负载的输出功率的供电系统中，可能无法有效使用PTL1到3中所述配置中的两个DC电源。

做出本发明是为了解决上述问题，其目的是提供一种包括两个DC电源的供电系统的配置，能够在控制向负载输出的电压的同时有效利用两个DC电源。

问题的解决方案

根据一方面，本发明提供了一种供电系统，包括：第一DC电源；第二DC电源；以及配置成包括多个开关元件的电力变换器。该电力变换器在第一和第二DC电源与电连接到负载的电力线之间执行DC电压变换，以便控制电力线上的输出电压。所述电力变换器被配置成可以通过控制所述多个开关元件在第一工作模式和第二工作模式之间切换，在所述第一工作模式中，在所述第一和第二DC电源与所述电力线并联电连接的情况下执行所述DC电压变换，在所述第二工作模式中，在所述第一和第二DC电源与所述电力线串联电连接的情况下执行所述DC电压变换。

优选地，所述多个开关元件包括第一到第四开关元件，所述电压变换器包括第一和第二电抗器。第一开关元件电连接于电力线和第一节点之间。第二开关元件电连接于第二节点和第一节点之间。第三开关元件电连接于第三节点和第二节点之间，第三节点电连接到第二DC电源的正端子。第四开关元件电连接于第二DC电源的负端子和第三节点之间。第一电抗器电连接于第二节点和第一DC电源的正端子之间。第二电抗器电连接于第一节点和第二DC电源的正端子之间。

更优选地，在第一工作模式中，电力变换器根据用于第一DC电源和电力线之间的DC电压变换的第一控制信号和用于第二DC电源和电力线之间的DC电压变换的第二控制信号的逻辑和，控制第一到第四开关元件的导通/关断，使得第一和第三开关元件互补地导通/关断，第二和第四开关元件互补地导通/关断。

优选地，在所述第一工作模式中，所述电力变换器控制所述第一和第二DC电源之一和所述电力线之间的所述DC电压变换，使得所述输出电压变得等于命令电压，并控制所述第一和第二DC电源中的另一个与所述电力线之间的所述DC电压变换，使得所述DC电源中的所述另一个的电流变得等于命令电流。

更优选地，在第二工作模式中，所述电力变换器根据用于串联连接的第一和第二DC电源与电力线之间的DC电压变换的控制信号，控制第一到第四开关元件的导通/关断，使得第三开关元件固定为导通，而第二和第四开关元件与第一开关元件互补地导通/关断。

优选地，在所述第二工作模式中，所述电力变换器控制串联连接的第一和第二DC电源与所述电力线之间的所述DC电压变换，使得所述输出电压变得等于命令电压。