[實用新型]一種級聯雙向DC-DC變換器

有效

• 申請號: 201320460001.5
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN203368327U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 胡兵;張彥虎;劉寶其;申潭;程慕宇;柳萌
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: H02M3/16
• 分類號: H02M3/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本申請涉及一種DC-DC變換器，特別涉及一種級聯雙向DC-DC變換器。

背景技術

級聯雙向DC-DC變換器目前在光儲系統、燃料電池系統、電動汽車以及不間斷電源系統中已經有廣泛的應用。

參見圖1，該圖為現有技術中的一種典型的非隔離級聯雙向DC-DC變換器示意圖。

圖1中的第一開關管Q1和第二開關管Q2可以分別采用MOS管或者IGBT管。

但是拓撲升降壓比最大只能做到4倍左右，無法滿足高升降壓比的要求。

針對傳統的非隔離式級聯雙向DC-DC變換器，現有技術中還提供了一種隔離式的級聯雙向DC-DC變換器（BDC，Bi-directional?DC-DC?Converter）。

參見圖2，該圖為現有技術中提供的隔離式級聯雙向DC-DC變換器示意圖。

如圖2所示，第一級為不隔離BDC100，第二級為直流變壓器（DCT，Direct?Current?Transformer）200；

圖2這種結構的級聯雙向DC-DC變換器主要利用第二級DCT200來實現高的升壓比。

但是，這種結構的缺點是還要增加隔離變壓器。

綜上所述，如何提供一種級聯雙向DC-DC變換器不利用隔離變壓器而可以實現高的升降壓比，是本領域技術人員需要解決的技術問題。

發明內容

本申請要解決的技術問題是提供一種級聯雙向DC-DC變換器，不利用隔離變壓器而可以實現高的升降壓比。

本申請提供的一種級聯雙向DC-DC變換器，包括依次連接的第一級雙向DC-DC電路、儲能濾波單元、第二級雙向DC-DC電路，第一級雙向DC-DC電路包括兩個相同的、并聯連接的雙向三電平模塊，分別為第一雙向三電平模塊和第二雙向三電平模塊；

第二級雙向DC-DC電路包括第三雙向三電平模塊。

進一步地，所述儲能濾波單元包括串聯連接的、相同的第一濾波電容和第二濾波電容。

進一步地，所述第一雙向三電平模塊包括：第一電感、第一開關管、第三開關管、第二電感、第二開關管和第四開關管；所述第一電感的一端連接輸入電源的正端，所述第一電感的另一端通過所述第三開關管與所述第一濾波電容的第一端相連；所述第一電感的另一端通過所述第一開關管、第二開關管、第二電感連接輸入電源的負端；第一開關管和第二開關管的連接點與第一濾波電容的第二端和第二濾波電容的第一端相連，第二濾波電容的第二端通過第四開關管與第二電感和第二開關管的連接點相連；所述第二雙向三電平模塊包括：第三電感、第五開關管、第六開關管、第四電感、第七開關管和第八開關管；所述第三電感的一端連接輸入電源的正端，所述第三電感的另一端通過所述第七開關管與所述第一濾波電容的第一端相連；所述第三電感的另一端通過所述第五開關管、第六開關管、第四電感連接輸入電源的負端；第五開關管和第六開關管的連接點與第一濾波電容的第二端和第二濾波電容的第一端相連，第二濾波電容的第二端通過第八開關管與第四電感和第六開關管的連接點相連。

進一步地，所述第三雙向三電平模塊包括第五電感、第九開關管、第十開關管、第六電感、第十一開關管和第十二開關管，以及第三濾波電容和第四濾波電容；所述第五電感的第一端與所述第一濾波電容的第一端相連，所述第六電感的第一端與所述第二濾波電容的第二端相連，第五電感的第二端通過第九開關管和第十開關管與所述第六電感的第二端相連，第五電感的第二端通過第十一開關管與所述級聯雙向DC-DC變換器的正輸出端相連，第六電感的第二端通過第十二開關管與所述級聯雙向DC-DC變換器的負輸出端相連，第九開關管和第十開關管的連接點與所述級聯雙向DC-DC變換器的中點電壓輸出端相連；所述第三濾波電容和第四濾波電容串聯連接在所述級聯雙向DC-DC變換器的正輸出端和負輸出端之間，第三濾波電容和第四濾波電容的連接點與所述級聯雙向DC-DC變換器的中點電壓輸出端相連；所述第三濾波電容和第四濾波電容的電氣參數相同。

進一步地，所述級聯雙向DC-DC變換器還包括第一開關、第二開關、第三開關和第四開關；所述第一開關連接在所述第一電感的第一端與輸入電源的正端之間；所述第二開關連接在所述第三電感的第一端與輸入電源的正端之間；所述第三開關連接在所述第一濾波電容的第一端與輸入電源的正端之間；所述第四開關連接在所述第二濾波電容的第二端與輸入電源的負端之間。