[发明专利]一种基于混合器件的多端口数字化路由系统及控制方法在审
| 申请号： | 202210190874.2 | 申请日： | 2022-03-01 |
| 公开（公告）号： | CN114779675A | 公开（公告）日： | 2022-07-22 |
| 发明（设计）人： | 戴瑜兴;彭子舜;赵振兴;朱勇;廖石波 | 申请（专利权）人： | 深圳市京泉华科技股份有限公司 |
| 主分类号： | G05B19/042 | 分类号： | G05B19/042;H03K17/567;H03K17/687 |
| 代理公司： | 广州科沃园专利代理有限公司 44416 | 代理人： | 张帅;魏梳芳 |
| 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： | 一种 基于 混合 器件 多端 数字化 路由 系统 控制 方法 | ||
1.一种基于混合器件的多端口数字化路由系统，其特征在于，包括路由器，所述路由器包括输入级和输出级，所述输入级和输出级共同连接直流母线，所述输入级包括双向AC-DC逆变器和双向DC-DC逆变器，所述输入级的双向AC-DC逆变器和双向DC-DC逆变器分别连接交流电网和直流电网，所述输出级包括双向DC-AC逆变器和双向DC-DC逆变器，所述输出级的双向DC-AC逆变器和双向DC-DC逆变器分别连接交流负载和直流负载，所述输入级和输出级通过通讯连接线连接数字化控制系统，所述输入级和输出级的各逆变器内设置由SiIGBT和SiC MOSFET并联组成的Si IGBT/SiC MOSFET混合器件，所述数字化控制系统实时检测输入级的电网接入信号和输出级的负载接入信号，实现能量的互通。
2.根据权利要求1所述的一种基于混合器件的多端口数字化路由系统，其特征在于，所述双向AC-DC逆变器和所述双向DC-AC逆变器采用两电平三相整流电路，所述双向DC-DC逆变器采用Buck-Boost型电路。
3.根据权利要求1所述的一种基于混合器件的多端口数字化路由系统，其特征在于，所述数字化控制系统包括可触摸的上位机和下位机，所述上位机中的触摸屏硬件部分采用TPC7032KI作为MGSS载体，并且作为主机，软件部分采用配套的MCGSPRO嵌入版全中文工控组态软件，所述上位机连接下位机，所述下位机采用多个DSP控制板协同控制，所述DSP控制板连接各逆变器，所述DSP控制板通过采样电路获得路由器中各逆变器的实时状态信号，传输给上位机。
4.根据权利要求1所述的一种基于混合器件的多端口数字化路由系统，其特征在于，所述Si IGBT/SiC MOSFET混合器件的驱动电路采用2ED020112-F2作为驱动芯片，可同时控制驱动Si IGBT器件和SiC MOSFET器件，具有电压检测、欠压锁定及短路保护的功能。
5.一种基于混合器件的多端口数字化路由系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：数字化控制系统中的下位机实时检测输入级的电网接入信号和输出级的负载接入信号；
步骤S2：下位机将电网接入信号和负载接入信号传输给上位机；
步骤S3：上位机发出控制指令给下位机，下位机中的DSP控制板控制各逆变器中的SiIGBT/SiC MOSFET混合器件工作；
步骤S4：开关Si IGBT/SiC MOSFET混合器件调节各逆变器的通断，最终实现多种能源转换模式，完成能量的多向流动。
6.根据权利要求5所述的一种基于混合器件的多端口数字化路由系统的控制方法，其特征在于，所述多种能源转换模式包括：
S401：AC/DC模式，上位机通过下位机检测到交流电网和直流负载的接入，给下位机发出控制信号，DSP控制板通过控制所述输入级的双向AC-DC逆变器将交流电网中三相交流电压转换为直流母线同等级电压，再经过所述输出级的双向DC-DC逆变器升降压后为直流负载供电，实现交流电能到直流电能的转换；
S402：AC/AC模式，上位机通过下位机检测到交流电网和交流负载的接入，给下位机发出控制信号，DSP控制板通过控制所述输入级的双向AC-DC逆变器将交流电网中三相交流电压转换为直流母线同等级电压，再经过所述输出级的双向DC-AC逆变器逆变后为交流负载供电，实现交流电能到交流电能的转换；
S403：DC/DC模式，上位机通过下位机检测到直流电网和直流负载的接入，给下位机发出控制信号，DSP控制板通过控制所述输入级的双向DC-DC逆变器将直流电网中输入的直流电压转换为直流母线同等级电压，再经过所述输出级的双向DC-DC逆变器升降压后为直流负载供电，实现直流电能到直流电能的转换；
S404：DC/AC模式，上位机通过下位机检测到直流电网和交流负载的接入，给下位机发出控制信号，DSP控制板通过控制所述输入级的双向DC-DC逆变器将直流电网中输入的直流电压转换为直流母线同等级电压，再经过所述输出级的双向DC-AC逆变器升降压后为交流负载供电，实现直流电能到交流电能的转换。
7.根据权利要求5所述的一种基于混合器件的多端口数字化路由系统的控制方法，其特征在于，所述Si IGBT/SiC MOSFET混合器件的工作模式包括：
S301：混合工作模式，即所述各逆变器中的Si IGBT器件和SiC MOSFET器件同时工作，当其中一个器件运行出现故障后，仍能通过另一个器件在一定范围内稳定运行；
S302：单Si IGBT工作模式，数字化控制系统关断SiC MOSFET器件，即Si IGBT器件工作，满足高压大电流工作条件下大载流能力、低导通损耗以及高可靠性的应用需求；
S303：单SiC MOSFET工作模式，数字化控制系统关断Si IGBT器件，即SiC MOSFET器件工作，满足中低压工作条件下高开关速度、低开关损耗以及耐高温等高性能应用需求。
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