[发明专利]一种充放电式DC-DC转换电路及新能源发电系统

说明书

技术领域

本发明属于电转换领域，尤其涉及一种充放电式DC-DC转换电路及新能源发电系统。

背景技术

目前，在很多领域都会应用到DC-DC转换电路为负载提供具有预设电压的直流电，且在需要同时具备充电和放电功能时，对于电转换效率的要求比较高，例如在光伏发电系统中，由于光的不稳定性和光伏组件的PV特性，其采用太阳能最大功率点跟踪（MPPT,Maximum Power Point Tracking）控制器对太阳能板的发电电压进行实时侦测，并追踪最高电压电流值，进而使光伏发电系统以最高效率对储能装置充电，然而由于光的时效性，白天有光照而夜间无光照，这样就需要在白天对太阳能板所输出的直流电以最大直流电转换效率进行转换为储能装置充电，还需要在夜间以最大利用效率为负载供电。而在其他领域也是如此，很多时候都存在因直流电转换效率低而无法对储能装置实现高效充电，且又因电能利用率低而无法对负载实现高效放电，所以现有技术目前还缺乏能够满足这两种需求的DC-DC转换电路以提高对直流电的转换效率和利用率。

发明内容

本发明提供了一种充放电式DC-DC转换电路，旨在提高对直流电的转换效率和利用率。

本发明是这样实现的，一种充放电式DC-DC转换电路，与控制器、储能装置及负载连接，所述充放电式DC-DC转换电路包括：

第一半导体开关、电容C1、第一开关管、第二开关管、耦合电感L、电容C2、第二半导体开关以及电容C3；

所述第一半导体开关的输入端连接直流电的正极，所述第一半导体开关的输出端与所述电容C1的第一端共接于所述第一开关管的输入端，所述第一开关管的输出端与所述第二开关管的输入端共接于所述耦合电感L的第一绕组的异名端与第二绕组的同名端的共接点，所述耦合电感L的第二绕组的异名端与所述电容C2的第一端共接于所述储能装置的正端，所述耦合电感L的第一绕组的同名端连接所述第二半导体开关的输入端，所述第二半导体开关的输出端与所述电容C3的第一端共接于所述负载的正极端，所述电容C3的第二端与所述负载的负极端、所述电容C2的第二端、所述储能装置的负端、所述第二开关管的输出端以及所述电容C1的第二端共接于所述直流电的负极，所述第一开关管的控制端和所述第二开关管的控制端连接于所述控制器；

在所述储能装置充电时，所述控制器对所述第一开关管和所述第二开关管进行交替导通控制，通过由所述第一半导体开关管、所述第一开关管、所述第二开关管、所述耦合电感L及所述电容C2构成的同步整流BUCK电路对所述储能装置进行充电，同时通过具备磁集成功能的所述耦合电感L的第一绕组、所述第二半导体开关及所述电容C3对所述负载供电；

在所述储能装置放电时，所述储能装置的正端输出直流电通过由具备磁集成功能的所述耦合电感L、所述第二开关管、所述第二半导体开关及所述电容C3构成BOOST电路为所述负载供电，同时由所述第一开关管和所述电容C1对所述第二开关管的输入端所产生的电压尖峰进行有源钳位，并在所述电容C1的电压达到预设电压值时将所述电容C1中的电能反馈回所述储能装置以进行充电。

本发明还提供了一种包括上述充放电式DC-DC转换电路的新能源发电系统。

本发明通过采用包括第一半导体开关、电容C1、第一开关管、第二开关管、耦合电感L、电容C2、第二半导体开关以及电容C3的充放电式DC-DC转换电路。在储能装置充电时，由控制器对第一开关管和第二开关管进行交替导通控制以实现带同步整流的降压式最大功率点跟踪功能对储能装置进行充电，通过由第一半导体开关管、第一开关管、第二开关管、耦合电感L及电容C2构成的同步整流BUCK电路对储能装置进行充电，同时通过磁集成的耦合电感L的第一绕组、第二半导体开关及电容C3对负载供电；在储能装置放电时，储能装置的正极输出直流电通过由耦合电感L、第二开关管、第二半导体开关及电容C3构成的高升压比的BOOST电路为负载供电，同时由第一开关管和电容C1对耦合电感L在第二开关管的输入端所产生的电压尖峰进行有源钳位，并在电容C1的电压达到预设电压值时，由控制器控制第一开关管和第二开关管构成BUCK电路将电容C1所存储的电能通过耦合电感L的第二绕组反馈回储能装置以进行充电，从而提高了直流电的转换效率和利用率，提高了功率密度比，且降低了电路成本。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的充放电式DC-DC转换电路的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的充放电式DC-DC转换电路的示例电路结构图；