[发明专利]一种用于双向恒流的DC/DC及其控制方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种用于双向恒流的DC/DC及其控制方法。

背景技术

现有用于双向恒流的直流转直流电源（DC/DC），一般需要通过切换驱动模块的恒流模式以及复杂的控制方法才能实现恒流，如图1的驱动模块的电路图所示，现有用于双向恒流的DC/DC包括两种恒流模式，即降压模式和升压模式，在降压模式下，即电流由高压侧UHigh流向低压侧ULow，软件仅控制IGBT的上桥臂T1，下桥臂T2在恒流过程中保持截止，当T1截止时，通过T2的续流二极管D2进行续流；在升压模式下，即电流由低压侧ULow流向高压侧UHigh，软件仅控制IGBT的下桥臂T2，上桥臂T1在恒流过程中保持截止，当T2截止时，通过T1的续流二极管D1进行续流。

上述现有的用于双向恒流的DC/DC存在以下缺陷：

1）DC/DC在恒流时，由于仅控制单个IGBT桥臂（T1或T2），导致在输出电流较小时，电感L在控制的IGBT桥臂导通时储存的能量较少，不足以支持负载在控制的IGBT桥臂关断，二极管续流时对能量的需求，从而导致在控制的IGBT桥臂关断时电感电流会出现持续为0安的情况，即电感电流存在断续的情况，从而导致电流纹波变大；

2）在恒流模式切换的过程中，软件首先要控制电流降为0，随后再切换到对应的恒流模式。切换过程中，需要分析电流大小为0后才能切换到对应运行模式，否则会有较大电流冲击。因此需要设计相应的算法用于对恒流模式的切换进行判断和控制， 这就增加了软件的算法复杂度。

发明内容

本发明为解决现有用于双向恒流的DC/DC存在的上述技术问题，提供了一种简便的用于双向恒流的DC/DC及其控制方法，能够提高DC/DC的稳定性和可靠性。

本发明的技术方案是：

一种用于双向恒流的DC/DC， 包括：

驱动模块，所述驱动模块包括第一开关单元、第二开关单元、第一电容、第二电容和电感，所述第一开关单元的第一端与第一电源的第一端相连，第一开关单元的第二端分别与电感的第一端、第二开关单元的第一端相连，电感的第二端与第二电源的第一端相连，第二电源的第二端分别与第二开关单元的第二端、第一电源的第二端相连，所述第一电容并接在第一电源的两端，第二电容并接在第二电源的两端，其中第一电源提供的电压大于第二电源提供的电压，且第一电源的第二端极性和第二电源的第二端的极性相同；

采样模块，用于采集电感电流，以及采集第一电源侧的电流或第二电源侧的电流；以及

控制模块，用于根据目标电流，采样模块采集的电感电流以及第一电源侧的电流或第二电源侧的电流，调节第一开关单元和第二开关单元的占空比，且通过控制第一开关单元和第二开关单元互补导通的方式实现双向恒流。

一种用于双向恒流的DC/DC的控制方法，所述用于双向恒流的DC/DC包括采样模块、控制模块和驱动模块，所述驱动模块包括第一开关单元、第二开关单元、第一电容、第二电容和电感，所述第一开关单元的第一端与第一电源的第一端相连，第一开关单元的第二端分别与电感的第一端、第二开关单元的第一端相连，电感的第二端与第二电源的第一端相连，第二电源的第二端分别与第二开关单元的第二端、第一电源的第二端相连，所述第一电容并接在第一电源的两端，第二电容并接在第二电源的两端，第一电源提供的电压大于第二电源提供的电压，且第一电源的第二端极性和第二电源的第二端的极性相同，所述用于双向恒流的DC/DC的控制方法包括以下步骤：

步骤S1：采样模块采集电感电流，以及采集第一电源侧的电流或第二电源侧的电流； 

步骤S2：控制模块根据目标电流，采样模块采集的电感电流以及第一电源侧的电流或第二电源侧的电流，调节第一开关单元和第二开关单元的占空比，且通过控制第一开关单元和第二开关单元互补导通的方式实现双向恒流。

上述用于双向恒流的DC/DC及其控制方法，由于控制模块根据目标电流，采样模块采集的电感电流以及第一电源侧的电流或第二电源侧的电流，调节第一开关单元和第二开关单元的占空比，且通过控制第一开关单元和第二开关单元互补导通的方式实现双向恒流，使得本发明仅通过调节互补导通的第一开关单元和第二开关单元的占空比便可实现电流的切换，从而简化了双向恒流控制方法，提高了DC/DC的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为现有DC/DC的驱动模块电路图。

图2为本发明用于双向恒流的DC/DC提供的一实施例的结构框图。

图3为本发明外环调节和内环调节的原理图。