[发明专利]降压模块及纯水电解制氢系统

说明书

本发明的实施方式涉及一种电器元件，特别涉及一种降压模块及纯水电解制氢系统，降压模块包括：开关电源、第一支路和第二支路，第一支路分别与开关电源和负载电连接，第二支路分别与开关电源和负载电连接，开关电源用于以预设的占空比在第一开关状态和第二开关状态之间不断切换；当切换至第一开关状态时，开关电源、第一支路和负载形成第一回路，第二支路和开关电源形成与负载电连接的第二回路；当切换至第二开关状态时，第一支路和负载形成第三回路，开关电源、第二支路形成分别与第一支路和负载电连接的第四回路。此外，第一支路和第二支路产生的纹波电流的幅值相等，相位相反，从而可消除输出电流中的纹波，提高了设备产氢的可靠性。

技术领域

本发明涉及电路和制氢技术领域，特别涉及一种降压模块及纯水电解制氢系统。

背景技术

可再生能源所产生的电力电压相比电解水制氢设备的供电电压过高，不能直接用于PEM(proton exchange membrane，质子交换膜)电解水装置的制氢行为。因此，现有的解决方案，是通过降低开关频率来提高效率。虽然采用此种方式可在一定程度减少开关的损耗，但通过此种方式输出的电压纹波就会相应的增加。然而，电源和负载接口的电源转换器是电解水制氢控制柜中必要的器件之一。与PEM电解水制氢设备连接的DC/DC转换器除了用以处理高压电流的高转换降压比的重要特性外，低输出的电流纹波也是PEM电解水制氢设备中转换器所面临的问题。输出电流纹波必须尽可能低，才能从效率和制氢的角度提高设备产氢的可靠性。

发明内容

为了解决上述问题或至少部分地解决上述技术问题，本发明的部分实施方式中，设计了一种降压模块及纯水电解制氢系统，该降压模块可有效消除输出电流中的纹波，从而提高纯水电解制氢设备制氢的可靠性。

为了实现上述目的，本发明的部分实施方式提供了一种降压模块，包括：

开关电源，用于接收开关信号；

第一支路，分别与所述开关电源和负载电连接；

第二支路，分别与所述开关电源和负载电连接；

其中，所述控制单元用于根据接收到的所述开关信号以预设的占空比在第一开关状态和第二开关状态之间不断切换；

当所述开关电源切换至所述第一开关状态时，所述开关电源、所述第一支路和所述负载形成第一回路，所述第二支路和所述开关电源形成与所述负载电连接的第二回路；

当所述开关电源切换至所述第二开关状态时，所述第一支路和所述负载形成第三回路，所述开关电源、所述第二支路形成分别与所述第一支路和所述负载电连接的第四回路；

其中，所述第一支路和所述第二支路产生的纹波电流的幅值相等，相位相反。

另外，本发明的部分实施方式还提供了一种纯水电解制氢系统，包括：电解水制氢负载、控制单元、如上所述的降压模块；

其中，所述降压模块的所述开关电源用于与产生可再生能源的供电设备电连接，所述开关电源还与所述控制单元通讯连接，所述控制单元用于向所述开关电源发送开关信号；

所述降压模块的所述第一支路和所述第二支路分别与所述电解水制氢负载电连接。

本发明的部分实施方式相比于现有技术而言，当采用本实施方式的降压模块进行低电流输出时，可由开关电源接收开关信号，借助于开关信号，使得开关电源可以预设的占空比在第一开关状态和第二开关状态之间不断切换，然而由于降压模块中的第一支路和第二支路可产生两种幅值相等但相位相反的电流纹波。因此，无论开关电源的占空比如何，均可以使供给负载的电流，能够很好地消除电流中的纹波，从而提高电解水制氢负载在制氢时的可靠性。

另外，所述开关电源包括：

电源，具有正极线路、与所述负载电连接的负极线路；