[實用新型]雙向直流變換器拓撲

有效

• 申請號: 201320243290.3
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN203368324U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 齊麗娜
• 申請（專利權）人: 豐郅(上海)新能源科技有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電力變流領域，實現了一種直流電與另一種直流電的電能雙向變換，可以廣泛應用于電源系統、儲能、電機驅動和制動等系統中。?

背景技術

直流變換器將一種直流電轉換成另一種或多種直流電的電能變換器是直流開關電源的主要部件，雙向直流變換器則可實現能量的雙向傳輸，廣泛應用在新能源儲能系統、智能微網系統、電機變頻驅動和制動等領域。雙向直流變換器相對其他電力電源拓撲還相對較新，發展時間相對較低，雖然當前有許多種拓撲結構，但隨著需求的功率容量要求越來越大，尤其是雙向直流變換器的兩端電壓越來越高，傳統的這些拓撲結構有可靠性低、效率低、成本高等缺點。所以如果能發現更高可靠性、更高效率、更低成本的雙向直流變換器拓撲，將非常有意義。?

發明內容

本發明提出了一種雙向直流變換器拓撲，創新的實現了高可靠、高效率、低成本的對兩種電能的雙向變換。?

本發明的技術方案(對照附圖)是：?

直流輸入輸出端一端V1的正負極上分別串聯開關管S11和S12，開關管S11另外一端與電感L1連接，開關管S12另外一端與電感L2連接、，電感L1和電感L2與開關管S11和開關管S12的連接一側之間連接有升續電路(升續電路為升壓和續流電路的簡稱)，電感L1和電感L2的另一側連接連接另一個直流輸入輸出端V2，與L1連接的是正極，與L2連接的是負極；開關管S11和開關管S12是雙向的，或并聯有反向二極管(圖中的D11和D12)，或開關管內部集成了反向二極管；升續電路有兩種實現拓撲，一種是無箝位升續電路(如圖1中所示)，一種是中點箝位升續電路(如圖2中所示)；無箝位升續電路是直接在電感L1和電感L2與開關管S11和開關管S12連接點之間連接一個開關管S10，開關管S10是雙向的，或并聯有反向二極管D10，或開關管內部集成了反向二極管；中點箝位升續電路是在直流輸入輸出端V1正負極之間串聯電容C11和電容C12，在電感L1和電感L2與開關管S11和開關管S12連接點之間連接串聯開關管S13和開關管S14，電容C11和電容C12之間的中點與開關管S13和開關管S14之間的中點相連，開關管S13和開關管S14是雙向的，或并聯有反向二極管(圖中的D13和D14)，或開關管內部集成了反向二極管；在直流輸入輸出端V2正負極之間串聯電容C21和電容C22，它們的中點與V1端的電容C11和電容C22中點相連，這樣可以提高性能。?

本發明的有益效果是：?

用簡單的拓撲電路實現了功率的雙向變換，本發明的拓撲上下對稱，所以對開關管的耐壓要求降低了50％，從而降低了最終產品的成本，并且提高了變換效率，提高了系統可靠性。?

附圖說明

本說明書有五個附圖：?

圖1，采用無箝位升續電路的雙向直流變換拓撲；?

圖2，采用中點箝位升續電路的雙向直流變換拓撲；?

圖3，直流端兩側中點相連提高性能的連接圖示例；?

圖4，功率從V1側流向V2側的工作示意圖；?

圖5，功率從V2側流向V1側的工作示意圖；?

具體實施方式

圖4、圖5是使用本發明的雙向直流變換器拓撲的工作示意圖。?

圖4所示的是功率從直流輸入輸出端V1流向V2的工作原理：這時開關S11和S12處于高頻斬波開關狀態，S11和S12同時開通或關斷；當S11和S12處于開通狀態時，對電感L1和L2充電，升續電路處于關斷狀態；當S11和S12處于關斷狀態時，電感L1和L2的電流通過升續電路續流；升續電路可以采用二極管續流方式，即續流電流從升續電路中的二極管流過，也可以采用同步續流方式，即續流電流從升續電路中的開關管；二極管續流的方式，續流不需要控制，所以控制策略簡單，同步續流的方式控制較為復雜，但在合理的設計下可以實現更高的效率；通過控制S11和S12的高頻斬波的占空比控制V2側輸出的電壓幅值和功率。?