[發(fā)明專利]一種高轉(zhuǎn)換效率的雙向直流變換器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310711766.6
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103731039A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史永勝;王喜鋒;胡雙;劉言新;寧青菊
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子變換器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高轉(zhuǎn)換效率的雙向直流變換器。

背景技術(shù)

隨著能源過度消耗以及環(huán)境污染等問題的日益突出，電動汽車得到了大力的推廣和普及；電動汽車用電替代傳統(tǒng)的汽油作為能源，具有很高的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。但是電動汽車的行駛里程較短一直制約著其發(fā)展，影響行駛里程的關(guān)鍵因素之一在于電動汽車中普遍使用的雙向變換器轉(zhuǎn)換效率偏低。

在電動汽車中所使用的雙向變換器典型特點是：高壓端的電壓比較高，一般是300V400V，電流較小；低壓端一般為蓄電池充電，電壓一般為12V48V，電流較大。現(xiàn)有的雙向變換器一般采用非隔離型、半橋、推挽拓?fù)洌嬖谝韵聠栴}：

1、雙向變換器的自身損耗過大，轉(zhuǎn)換效率低；

2、沒有隔離，存在安全隱患；

3、開關(guān)管的耐壓過高，成本增加，性能不夠穩(wěn)定；

4、推挽結(jié)構(gòu)中變壓器的偏磁問題嚴(yán)重，電路工作可靠性低；

5、變壓器初級側(cè)電路具有很高的效率，但是次級側(cè)電路的損耗較大，致使整體效率偏低；

6、只在充電模式下具有很高的效率，但是在放電模式下效率偏低；

7、模擬控制器件多、連接復(fù)雜，且易受環(huán)境影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有雙向變換器轉(zhuǎn)換效率低、成本高、可靠性低等缺陷，提出了一種高轉(zhuǎn)換效率的雙向直流變換器，該變換器兩端均采用全橋拓?fù)洌潆姾头烹娋捎靡葡嗳珮蚩刂坪屯秸骺刂葡嘟Y(jié)合，采用高性能的數(shù)字信號控制器DSC進行控制，使變換器具有很高的效率和可靠性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：包括高壓端、低壓端、高壓端整流電路、低壓端整理電路、DSC以及變壓器；其中，高壓端與高壓端整流電路相連，低壓端與低壓端整流電路相連，高壓端整流電路通過變壓器與低壓端整理電路相連；DSC的輸入端通過采樣電路與高壓端和低壓端相連；DSC的控制輸出端上連接有帶有若干PWM輸出端的驅(qū)動電路，驅(qū)動電路的PWM輸出端與高壓端整流電路和低壓端整流電路的控制端相連。

所述的高壓端整流電路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、高壓端電解電容以及負(fù)載；其中，第一MOS管的漏極和第三MOS管的漏極均與高壓端的正極相連，第二MOS管的源極和第四MOS管的源極均接地；第一MOS管的源極與第二MOS管的漏極相連，第三MOS管的源極與第四MOS管的漏極相連；驅(qū)動電路的第一PWM輸出端與第一MOS管的柵極相連，第二PWM輸出端與第二MOS管的柵極相連，第三PWM輸出端與第三MOS管的柵極相連，第四PWM輸出端與第四MOS管的柵極相連；負(fù)載的一端和高壓端電解電容的正極均與高壓端的正極相連，負(fù)載的另一端以及高壓端電解電容的負(fù)極均接地；

第一MOS管的漏極與源極上并聯(lián)有第一二極管，且第一二極管的陽極與第一MOS管的源極相連，陰極與第一MOS管的漏極相連，第一二極管的兩端還并聯(lián)有第一電容；第二MOS管的漏極與源極上并聯(lián)有第二二極管，且第二二極管的陽極與第二MOS管的源極相連，陰極與第二MOS管的漏極相連，第二二極管的兩端還并聯(lián)有第二電容；第三MOS管的漏極與源極上并聯(lián)有第三二極管，且第三二極管的陽極與第三MOS管的源極相連，陰極與第三MOS管的漏極相連，第三二極管的兩端還并聯(lián)有第三電容；第四MOS管的漏極與源極上并聯(lián)有第四二極管，且第四二極管的陽極與第四MOS管的源極相連，陰極與第四MOS管的漏極相連，第四二極管的兩端還并聯(lián)有第四電容。

所述的低壓端整流電路包括第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、低壓端電解電容以及負(fù)載；其中，第五MOS管的漏極和第七MOS管的漏極均與低壓端的正極相連，第六MOS管的源極和第八MOS管的源極均接地；第五MOS管的源極與第六MOS管的漏極相連，第七MOS管的源極與第八MOS管的漏極相連；驅(qū)動電路的第五PWM輸出端與第五MOS管的柵極相連，第六PWM輸出端與第六MOS管的柵極相連，第七PWM輸出端與第七MOS管的柵極相連，第八PWM輸出端與第八MOS管的柵極相連；低壓端電解電容的正極與低壓端的正極相連，低壓端電解電容的負(fù)極均接地；