[发明专利]DC/DC变换器、升压方法及燃料电池系统在审

专利信息
申请号: 202210159655.8 申请日: 2022-02-21
公开(公告)号: CN114465468A 公开(公告)日: 2022-05-10
发明(设计)人: 杨志成;唐弘扬;刘鹏飞;吴壬华 申请(专利权)人: 深圳欣锐科技股份有限公司
主分类号: H02M3/04 分类号: H02M3/04;H02M3/155;H02M1/32;H03K7/08
代理公司: 广州三环专利商标代理有限公司 44202 代理人: 杨振礼
地址: 518000 广东省深圳市*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: dc 变换器 升压 方法 燃料电池 系统
【说明书】:

本申请涉及新能源汽车领域,具体公开一种DC/DC变换器、升压方法及燃料电池系统,变换器包括:Boost电路、PWM电路及控制电路,控制电路根据Boost电路的输入电流及参考电流得到占空比控制信号;根据Boost电路的输入电压及分段式调频方式确定目标频率,并基于目标频率得到频率控制信号;PWM电路根据占空比控制信号和频率控制信号输出PWM波,PWM波的占空比是基于占空比控制信号确定的,PWM波的频率为目标频率;Boost电路根据PWM波对Boost电路的输入电压进行升压,以使Boost电路输出预设电压。采用本申请的方案,可以在Boost电路的输入电压较低时,Boost电路也可以输出较高的电压。

技术领域

本申请涉及新能源电动车领域,尤其涉及一种DC/DC变换器、升压方法及燃料电池系统。

背景技术

在全球新能源汽车的浪潮下,电动化成为汽车发展不可阻拦的步伐。众多可再生能源中,凭借其零污染,可再生,高效率等优势,氢燃料电池(Hydrogen Fuel Cell)成为具有战略意义的车用电源重点发展领域。由于其输出特性较软,通常需要后接DC/DC变换器,从而实现可控输出。如图1所示,燃料电池输出的电压,经过DC/DC变换器传输至负载,以使负载工作。

燃料电池电堆作为发电装置,由多个单体以串联方式层叠组合而成。各单体的电化学特性决定,当其在低温0℃左右启动时,燃料电池的反应性能会明显降低,从而导致电堆只会产生一个较低的输出电压。当电堆后级所接DC/DC变换器的拓扑、开关频率、开关管最小关断时间确定时,此DC/DC变换器的最大升压比就决定了DC/DC变换器不能在电堆的全电压范围内进行正常工作。

发明内容

本申请实施例提供一种DC/DC变换器、升压方法及燃料电池系统,采用申请的方案可以解决上述技术问题。

第一方面,本申请实施例提供一种DC/DC变换器,包括:Boost电路、脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)电路及控制电路,其中,控制电路的输入端与Boost电路的第一输入端连接,控制电路的输出端与PWM电路的控制端,PWM电路的输出端与Boost电路的控制端连接;

控制电路,用于根据Boost电路的输入电流及参考电流得到占空比控制信号;以及根据Boost电路的输入电压及分段式调频方式确定目标频率,并基于目标频率得到频率控制信号;

PWM电路,用于根据占空比控制信号和频率控制信号输出PWM波,PWM波的占空比是基于占空比控制信号确定的,PWM波的频率为目标频率;

Boost电路,用于根据PWM波对Boost电路的输入电压进行升压,以使Boost电路输出预设电压,预设电压远大于Boost电路的输入电压。

通过对PWM波的占空比和频率调整,可以使得Boost电路具有更高的升压能力,不受Boost电路中开关器件的限制。并且通过分段式调频方式确定PWM波的频率,可以避免因Boost电路输入电压的波动导致PWM波的频率,进而导致输出电压不稳定的情况发生。

在一个可行的实施例中,控制电路包括电流控制电路和频率控制电路;

其中,控制电路的输入端包括电流控制电路的第一输入端和第二输入端,及频率控制电路的输入端,控制电路的输出端包括电流控制电路的输出端和频率控制电路的输出端,PWM电路的控制端包括PWM电路的第一控制端和第二控制端;电流控制电路的第一输入端和频率控制电路的输入端均连接至Boost电路的第一输入端,电流控制电路的输出端和频率控制电路的输出端分别连接至PWM电路的第一控制端和第二控制端;

电流控制电路,用于根据Boost电路的输入电流及从电流控制电路的第二输入端口输入的参考电流得到占空比控制信号;

频率控制电路,用于根据Boost电路的输入电压及分段式调频方式确定目标频率,并基于目标频率得到频率控制信号;其中,输入电压越小,目标频率的越小。

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