[发明专利]一种储能单体串联的储能装置的功率接口电路

权利要求书

1.一种储能单体串联的储能装置的功率接口电路，该功率接口电路的一端与直流电源或直流负载连接，另一端与储能装置连接；充放电时，该功率接口电路还要通过采样电路与控制单元(CON)连接，储能装置中还要配备相应的均压单元，其特征在于，所述储能装置被分为储能单体串联数量相同的储能模组I和储能模组II，所述功率接口电路包括两个电感(L₁、L₂)、一个倍高频功率开关管(S₀)和两个高频功率开关管(S₁、S₂)；所述直流电源或直流负载的正极与倍高频功率开关管(S₀)串联，该倍高频功率开关管(S₀)的另一端连接在由高频功率开关管I(S₁)、电感I(L₁)和储能模组I所构成回路中的高频功率开关管I(S₁)和电感I(L₁)之间的节点上，所述储能模组I和高频功率开关管I(S₁)之间的节点为公共点I；所述直流电源或直流负载的负极连接在由高频功率开关管II(S₂)、电感II(L₂)和储能模组II所构成回路中的高频功率开关管II(S₂)和电感II(L₂)之间的节点上，所述储能模组II和高频功率开关管II(S₂)之间的节点为公共点II，该公共点II与所述公共点I连接；其中，所述的三个功率开关管(S₀、S₁、S₂)在充放电时受控于所述控制单元(CON)，这三个功率开关管(S₀、S₁、S₂)的导通时序为，在一个开关周期中高频功率开关管I(S₁)从初始时刻开始导通，高频功率开关管II(S₂)将滞后半个周期开始导通，倍高频功率开关管(S₀)在高频功率开关管I(S₁)和高频功率开关管II(S₂)均导通时关断，其余时刻均导通；在充放电时，所述均压单元被分为与储能模组I和储能模组II分别对应的均压单元I和均压单元II。

2.根据权利要求1所述储能单体串联的储能装置的功率接口电路，其特征在于，所述采样电路包括，并联于直流电源或直流负载两端的电压传感器(VT)、分别并联于储能模组I和储能模组II两端的电压传感器(VT₁、VT₂)、串联在直流电源或直流负载和倍高频功率开关管(S₀)之间的电流传感器(CT)；所述的三个电压传感器(VT、VT₁、VT₂)和电流传感器(CT)与所述控制单元(CON)连接，以输出采样信号；该控制单元(CON)同时接收外部给定的功率参考值(Pref)。

3.根据权利要求1或2所述储能单体串联的储能装置的功率接口电路，其特征在于，所述控制单元(CON)包括：将由所述直流电源或直流负载两端的电压传感器(VT)和电流传感器(CT)传来的电压值(V)和电流值(I)相乘而得实际功率值的乘法器(Mux₁)，将该乘法器(Mux₁)反馈的实际功率值与所述功率参考值(Pref)进行比较而得功率差值(ΔP)的加法器I(Add₁)，将储能模组I和储能模组II两端的电压传感器(VT₁、VT₂)传来的储能模组I电压值(V₁)和储能模组II电压值(V₂)进行比较而得到电压差值(ΔV)的加法器II(Add₂)，以及四个调节器(PI₁、PI₂、PI₃、PI₄)、加法器III(Add₃)、加法器IV(Add₄)、脉宽调制器I(PWM₁)、脉宽调制器II(PWM₂)和与非门所述功率差值(ΔP)路通过一个调节器(PI₁)和由电压差值(ΔV)一路通过两个调节器(PI₂、PI₄)构成的前馈解耦环节汇总于加法器IV(Add₃)从而得功率调制信号(P_c)，该功率调制信号(P_c)通过脉宽调制器I(PWM₁)生成信号来驱动高频功率开关管(S₁)；所述电压差值(ΔV)另一路通过一个调节器(PI₂)和由功率差值(ΔP)另一路通过两个调节器(PI₁、PI₃)构成的前馈解耦环节汇总于加法器IV(Add₄)从而得电压调制信号(V_c)，该电压调制信号(V_c)通过脉宽调制器II(PWM₂)生成信号来驱动高频功率开关管(S₂)；由所述脉宽调制器I(PWM₁)和脉宽调制器II(PWM₂)生成的信号同时还通过所述与非门合成另一个信号来驱动倍高频功率开关管(S₀)。