一种非隔离型直流变换装置和供电系统及其控制方法与流程

本发明属于电源，具体涉及一种非隔离型直流变换装置和供电系统及其控制方法，尤其涉及一种非隔离型清洁能源boost电路、具有该非隔离型清洁能源boost电路的供电系统、以及该供电系统的控制方法。

背景技术：

1、dc-dc电路即dc-dc变换器(dc-dc converter)，是指在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的变换电路，主要分为隔离型的dc-dc变换电路和非隔离型的dc-dc变换电路两种。隔离型的dc-dc变换电路的拓扑有正激式、反激式、半桥式等变换电路。非隔离型的dc-dc变换电路的拓朴结构有降压式变换电路(buck电路)、升压式变换电路(boost电路)、升降压变换电路(buck-boost电路)，buck电路和boost电路是最基本的dc-dc变换电路。其中，非隔离型的boost电路广泛应用于负载所需电压高于供电电压的场景，但受非隔离型的boost电路的电路寄生参数的影响以及电感耐压能力的限制，非隔离型的boost电路的升压比普遍不高。

2、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种非隔离型直流变换装置和供电系统及其控制方法，以解决非隔离型的boost电路的升压比普遍不高，使得采用非隔离型的boost电路的电源装置的应用场景受限的问题，达到通过采用自耦变压器代替boost升压模块中的电感，并在boost升压模块的输入端设置蓄电池控制系统控制boost升压模块的工作与否，能够提高boost升压模块的升压比和效率，有利于扩大采用非隔离型的boost电路的电源装置的应用场景的效果。

2、本发明提供一种非隔离型直流变换装置，包括：boost升压模块；所述boost升压模块的输入端的输入电源，包括储能电源；所述储能电源，包括蓄电池控制系统；所述蓄电池控制系统，具有第一开关管和蓄电池系统；所述boost升压模块，具有自耦变压器、第二开关管和第一二极管；其中，所述蓄电池系统的输出端，连接至所述第一开关管的控制端；所述第一开关管的第一连接端，连接至所述自耦变压器的公共端；所述第一开关管的第二连接端接地；所述自耦变压器的低压端，连接至所述第二开关管的第一连接端；所述第二开关管的第二连接端接地；所述第二开关管的控制端用于接收pwm信号；所述自耦变压器的高压端，连接至所述第一二极管的阳极；所述第一二极管的阴极，连接至所述boost升压模块的输出端。

3、在一些实施方式中，所述boost升压模块，还具有导风装置；所述导风装置，设置在所述boost升压模块中的发热器件的外围，用于向所述boost升压模块中的发热器件处导入自然风，以利用自然风对所述boost升压模块中的发热器件进行散热；其中，所述boost升压模块中的发热器件，至少包括：所述自耦变压器。

4、在一些实施方式中，所述蓄电池系统，包括：蓄电池，驱动模块，以及所述蓄电池的充电来源；所述蓄电池的充电来源，包括以下至少之一：由风能通过风力发电装置发电所得电能，由太阳能通过太阳能电池板提供的电能，以及由预设的外部电源提供的电能；其中，所述蓄电池的充电来源的输出端，连接至所述蓄电池的输入端；所述驱动模块，分别与所述蓄电池的驱动端、以及预设的外部电源的驱动端相连；所述蓄电池的输出端，连接至所述第一开关管的控制端。

5、在一些实施方式中，所述boost升压模块，还具有导风装置；所述导风装置，设置在所述boost升压模块中的发热器件的外围，用于向所述boost升压模块中的发热器件处导入自然风，以利用自然风对所述boost升压模块中的发热器件进行散热；其中，所述boost升压模块中的发热器件，至少包括：所述自耦变压器。

6、在一些实施方式中，还包括：第一电容；所述第一电容，位于所述boost升压模块的输出端，且连接在所述第一二极管的阴极与地之间。

7、在一些实施方式中，所述第一开关管和所述第二开关管中的至少之一，采用sicmos管。

8、与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种供电系统，包括：以上所述的非隔离型直流变换装置。

9、与上述供电系统相匹配，本发明再一方面提供一种供电系统的控制方法，包括：检测所述蓄电池系统中蓄电池的当前电量；确定所述蓄电池系统中蓄电池的当前电量是否大于预设的标准电量；若确定所述蓄电池系统中蓄电池的当前电量小于或等于预设的标准电量，则控制所述蓄电池系统的工作状态维持预设的储能模式，并在预设的储能模式下控制预设的外部电源向所述蓄电池系统中的蓄电池充电；若确定所述蓄电池系统中蓄电池的当前电量大于预设的标准电量，则控制所述蓄电池系统的工作状态由预设的储能模式切换为预设的供电模式，以使所述第一开关管导通，使所述蓄电池系统向所述boost升压模块的输入端供电而使所述boost升压模块工作；检测所述boost升压模块的输出端的输出电压；根据所述boost升压模块的输出端的输出电压，控制输入至所述第二开关管的控制端的pwm信号的占空比。

10、在一些实施方式中，在所述检测所述蓄电池系统中蓄电池的当前电量之前，还包括：在所述蓄电池系统中蓄电池的充电来源包括由风能通过风力发电装置发电所得电能、由太阳能通过太阳能电池板提供的电能、以及由预设的外部电源提供的电能的情况下，确定是否启动所述风力发电装置和所述太阳能电池板中的至少之一供电；若确定不启动所述风力发电装置和所述太阳能电池板中的至少之一供电，则控制所述蓄电池系统的工作状态维持预设的储能模式；若确定启动所述风力发电装置和所述太阳能电池板中的至少之一供电，则检测所述蓄电池系统中蓄电池的当前电量。

11、在一些实施方式中，在所述控制所述蓄电池系统的工作状态由预设的储能模式切换为预设的供电模式之后，还包括：再次确定所述蓄电池系统中蓄电池的当前电量是否大于预设的标准电量；若再次确定所述蓄电池系统中蓄电池的当前电量小于或等于预设的标准电量，则控制所述蓄电池系统的工作状态维持预设的储能模式，并在预设的储能模式下控制预设的外部电源向所述蓄电池系统中的蓄电池充电；若再次确定所述蓄电池系统中蓄电池的当前电量大等于预设的标准电量，则控制所述蓄电池系统的工作状态维持预设的供电模式。

12、由此，本发明的方案，通过针对由第二开关管(如开关管s2)、电感和第一二极管(如二极管d)构成的boost升压模块，采用自耦变压器(如高频自耦变压器t)代替电感，并在boost升压模块中发热器件的外围设置导风装置；并在boost升压模块的输入端设置蓄电池控制系统，即另一开关管(如开关管s1)和蓄电池系统，蓄电池系统的充电来源包括风力发电装置发电所得电能、太阳电池板提供的电能、以及外部电源，导风装置输出的风通向风力发电装置，开关管s1和开关管s2均采用sic mos管；从而，通过采用自耦变压器代替boost升压模块中的电感，并在boost升压模块的输入端设置蓄电池控制系统控制boost升压模块的工作与否，能够提高boost升压模块的升压比和效率，有利于扩大采用非隔离型的boost电路的电源装置的应用场景。

13、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

14、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。