[实用新型]一种可重构的DC/DC变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域和新能源技术领域，尤其涉及一种可重构的DC/DC变换器。

背景技术

直流微电网通过公共直流母线将直流的电源和负载不通过交流变换的中间过程而直接进行功率交换。多数直流电源如储能电池和有源整流的直流侧亦可运行在直流负载模式下，其功率是双向的。储能电池和大多数可再生能源的输出电压类型均是直流，且众多民用和商用负载内部均是直流。即使是变频驱动这样的大功率工业应用领域，同样需要直流电压。目前迅速发展的电动汽车直流快速充电桩也是一个日益庞大的直流负载，直接将连接在公共直流母线上的储能电池向直流充电桩提供能量，可以有效的解决直流快充桩对电网的冲击问题，而且比起共交流母线的储能式直流快充桩来说，省去了两个交直流功率变换环节，效率更高。

当前应用于直流微电网中的功率变换的架构，普遍存在着设备利用率不高，额外能量转换环节过多和效率低下的情况。其主要问题在于每一个直流电源或负载都需要一个DC/DC变换器连接到公共直流母线上。比如说将储能电池的能量传递给直流快充桩的输出母线就仍需要经过两个DC/DC变换器，其中一个DC/DC变换器连接储能电池与公共直流母线，另一个 DC/DC变换器连接公共直流母线和直流快充桩的输出母线，这样一方面造成了功率变换效率的降低；另一方面由于峰电时段不宜储能，而谷电时段则无车快充，两个DCDC变换器各有相当的闲置时间，设备利用率低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种可重构的DC/DC变换器，通过在原有的变换器结构上，通过切换开关的使用增加变换器的外部端口数，实现原有变换器的分时复用，提升系统的整体效率与利用率。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种可重构的DC/DC变换器，所述的可重构的DC/DC变换器的内部包含一个两端口的 DC/DC变换器，用于实现内部端口Ⅰ和内部端口Ⅱ之间的功率变换；该可重构的DC/DC变换器系统的外部还设置有外部端口Ⅰ、外部端口Ⅱ和外部端口Ⅲ，每个外部端口各连接一个直流设备；所述的可重构的DC/DC变换器还包含第一切换开关和第二切换开关，所述第一切换开关将所述外部端口Ⅰ或所述外部端口Ⅲ与所述内部端口Ⅰ相连；所述第二切换开关将所述外部端口Ⅱ或所述外部端口Ⅲ与所述内部端口Ⅱ相连，当所述的可重构的DC/DC变换器工作时，有两个直流设备分别接入所述内部端口Ⅰ和所述内部端口Ⅱ。

进一步，所述的两端口的DC/DC变换器为所述内部端口Ⅰ到所述内部端口Ⅱ的升压型或降压型DC/DC变换器。

进一步，所述的两端口的DC/DC变换器在所述内部端口Ⅰ与所述内部端口Ⅱ之间具有单向或双向的功率流动。

进一步，所述的两端口的DC/DC变换器为隔离型DC/DC变换器或非隔离型DC/DC变换器；

当所述的两端口的DC/DC变换器为非隔离型DC/DC变换器时，所述第一切换开关和第二切换开关实现单刀双掷的功能，其中所述第一切换开关的公共点连接至所述内部端口Ⅰ的正极，所述第一切换开关的二选一触点之一连接至所述外部端口Ⅰ的正极，所述第一切换开关的另一个触点连接至所述外部端口Ⅲ的正极，所述第二切换开关的公共点连接至所述内部端口Ⅱ的正极，所述第二切换开关的二选一触点之一连接至所述外部端口Ⅱ的正极，所述第二切换开关的另一个触点连接至所述外部端口Ⅲ的正极；

当所述的两端口的DC/DC变换器为隔离型DC/DC变换器时，所述第一切换开关和第二切换开关实现双刀双掷的功能，所述第一切换开关的公共触点组连接至所述内部端口Ⅰ的正负极，所述第一切换开关的二选一触点组之一连接至所述外部端口Ⅰ的正负极，所述第一切换开关的另一组触点连接至所述外部端口Ⅲ的正负极，所述第二切换开关的公共触点组连接至所述内部端口Ⅱ的正负极，所述第二切换开关的二选一触点组之一连接至所述外部端口Ⅱ的正负极，所述第二切换开关的另一组触点连接至所述外部端口Ⅲ的正负极。

进一步，所述第一切换开关和第二切换开关的实现方式可以是单刀双掷开关、双刀双掷开关、两个分立的单刀单掷开关的组合中的一种，而其具体采用的器件可以是继电器、接触器、固态开关、电力电子开关中的一种。

与现有技术相比，本实用新型的突出优点在于：