[實用新型]一種新型的隔離式雙向DC/DC變換器的拓撲結構

有效

• 申請號: 201420225824.4
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN203827184U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 楊飏
• 申請（專利權）人: 楊飏
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及開關電源領域，具體為一種新型的隔離式雙向DC/DC變換器的拓撲結構。

背景技術

為減輕系統的電源的體積重量和成本，雙向DC/DC變換器目前已被廣泛應用于UPS系統、航天電源系統、電動汽車驅動等場合。傳統隔離式雙向DC/DC實現了能量的雙向傳輸，在功能上相當于2個單相的DC/DC變換器，因此成本較高，且效率較低。

實用新型內容

實用新型目的：本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種工作效率高，體積小的新型隔離式雙向DC/DC變換器。

技術方案：本實用新型提供了一種新型的隔離式雙向DC/DC變換器的拓撲結構，包括

變壓器T；

變壓器T原邊磁復位電路采用第3繞組箝位型；變壓器T原邊中間抽頭與輸入電源Ui正極連接；異名端與主開關管Q1的漏極連接，主開關管Q1的源極與輸入電源Ui連接；變壓器T原邊的第3繞組同名端與二極管D1的陰極連接，二極管D1的陽極與輸入電源Ui負極連接；

變壓器T副邊的同名端與電阻R1、電容C1并聯電路的一端連接，電阻R1、電容C1并聯電路的另一端與二極管D2的陰極連接，二極管D2的另一端接變壓器T副邊的異名端；整流管Q2的漏極端與變壓器T的異名端連接，其源極端與續流管Q3的源極端連接，續流管Q3的漏極端與變壓器T副邊的同名端連接；電感L1和電容C2串聯組成輸出濾波電路，電感L1一端與續流管Q3的漏極端連接，電容C2與整流管Q2的源極端連接，負載U₀與電容C2并聯。

所述隔離式雙向DC/DC變換器能量正向流動有4個階段：

階段1(能量正向流動)：主開關管Q1和整流管Q2導通。輸入電流I1流入變壓器原邊繞組的同名端，輸出電流I2流出變壓器次邊繞組的同名端。

階段2(死區時間)：主管Q1和整流管Q2關斷，續流管Q3未導通但其體二極管導通。

階段3(續流階段)：續流管Q3導通，I2經Q3管續流，導通損耗大為減低。

階段4(死區時間2)：續流管Q3關斷，其體二極管導通。I2完全由該體二極管續流。

所述隔離式雙向DC/DC變換器能量反向流動過程與Boost電路一致，有2個階段：

階段1(續流)：續流管Q3導通，整流管Q2關斷，放電電流I2流過電感線圈L，電流線性增加，L儲能。

階段2(反向放電)：續流管Q3關斷，整流管Q2導通。電感L將儲能存的磁能轉換為電能向輸入側放電。

有益效果：本實用新型所述的雙向DC/DC變換器采用基于單端正激電路的雙向DC/DC變換器拓撲，結構簡潔、控制算法簡單、系統成本低、工作效率高，在開關電源領域具有廣闊的應用前景。

具體而言，其與傳統隔離式雙向DC/DC變換器相比，具有以下突出的優勢：

(1)應用于UPS系統上，這種拓撲結構簡潔，體積小，降低了系統成本。

(2)與傳統的同功率等級變換器相比，該拓撲控制方法簡單，工作效率高。

(3)應用同步整流技術使開關管導通損耗有效降低，系統效率高。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供雙向DC/DC變換器電路圖；

圖2是本實用新型實施例提供的雙向DC/DC變換器電壓輸出波形圖；

圖3是本實用新型實施例提供的雙向DC/DC變換器充放電效率實測圖；

圖4是本實用新型實施例提供的DC/DC變換器能量正向流動時的工作狀態圖；

圖5是本實用新型實施例提供的DC/DC變換器能量反向流動時的工作狀態圖。

具體實施方式

下面對本實用新型技術方案進行詳細說明，但是本實用新型的保護范圍不局限于所述實施例。

新型的隔離式雙向DC/DC變換器的拓撲結構，見圖1，包括：一個主開關管Q1、一個變壓器T、一個二極管D2、一個由電阻R1和一個電容C1組成的副邊磁復位電路、一個整流管Q2、一個續流管Q3、一個由電感L1和電容C2組成的輸出濾波電路和一個二極管D1；

變壓器T原邊磁復位電路采用第3繞組箝位型；變壓器T原邊中間抽頭與輸入電源Ui正極連接；異名端與主開關管Q1的漏極連接，主開關管Q1的源極與輸入電源Ui連接；變壓器T原邊的第3繞組同名端與二極管D1的陰極連接，二極管D1的陽極與輸入電源Ui負極連接；