[發明專利]一種高效隔離雙向AC?DC變換器

在審

• 申請號: 201710358467.7
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107147324A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 向小路;周虎
• 申請（專利權）人: 深圳市奧耐電氣技術有限公司
• 主分類號: H02M7/797
• 分類號: H02M7/797;H02M3/335
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所44242
• 代理人: 林燕云

技術領域

本發明涉及電源轉換技術領域，更具體地涉及一種高效隔離雙向AC-DC變換器。

背景技術

目前，運用于電源供應器的電源轉換系統通常包括交直流轉換模塊和直流轉換模塊，交直流轉換模塊可將交流輸入電壓變換直流電壓，使得電源轉換系統滿足相關的標準，直流轉換模塊可將交直流模塊變換的直流電壓轉換為幅值和紋波滿足用電要求的直流電壓。通常，交直流轉換模塊采用雙向AC-DC變換電路，直流轉換模塊采用隔離雙向DC-DC變換電路。

隔離雙向DC-DC變換器使用變壓器利用磁耦合可以實現具有電氣絕緣的電能變換。現有的隔離雙向DC-DC變換器由于變壓器原邊和副邊線圈的匝比可以根據需要進行合理的設計，可獲得較高或較低的電壓，可實現電壓轉換。

在較多的應用場合，直流電源的電壓較高，而要求其變換后的輸出電壓較低，但現有的隔離雙向DC-DC變換器的高/低壓的升降壓比一般不超過5：1，為了提高升降壓比，目前大都采用交錯并聯Boost方式、多電平Boost升壓方式等方式獲得高升降壓比的DC-DC變換器。其比傳統的DC-DC變換器可獲得較高的升降壓比，但其升降壓比一般僅達到10多倍，并不能得到更高的升降壓比。

鑒于此，有必要提供一種可獲得高升降壓比的高效隔離雙向AC-DC變換器以解決上述缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可獲得高升降壓比的高效隔離雙向AC-DC變換器。

為解決上述技術問題，本發明提供一種高效隔離雙向AC-DC變換器，所述高效隔離雙向AC-DC變換器包括雙向AC-DC變換電路及雙向DC-DC變換電路，所述雙向AC-DC變換電路的輸出側連接至所述雙向DC-DC變換電路的輸入側。

其中，所述雙向AC-DC變換電路包括依次連接的電感電路、交直流雙向功率變換電路以及輸出電容電路，所述電感電路輸入側兩端作為該高效隔離雙向AC-DC變換器的第一連接端，所述電感電路輸出側與所述交直流雙向功率變換電路連接。所述雙向DC-DC變換電路包括第一隔離雙向DC-DC變換電路、第二隔離雙向DC-DC變換電路以及濾波電容，所述第一隔離雙向DC-DC變換電路輸入側的一端連接至所述雙向AC-DC變換電路的輸出正，其另一端連接至所述輸出電容電路中點，所述第二隔離雙向DC-DC變換電路輸入側的一端連接至所述雙向AC-DC變換電路的輸出負，其另一端連接至所述輸出電容電路中點，所述第一隔離雙向DC-DC變換電路的輸出端連接所述第二隔離雙向DC-DC變換電路的輸出端，且連接至濾波電容兩端，所述濾波電容的兩端作為該高效雙向AC-DC變換器的第二連接端。基于上述設計，可知本發明的第一隔離雙向DC-DC變換電路和第二隔離雙向DC-DC變換電路的輸入側串聯且輸出側并聯連接，則當能量正向流動時，所述第一、第二隔離雙向DC-DC變換電路均可獲得所述雙向AC-DC變換電路輸出的一半電壓，同樣的變壓器匝比下，可獲得更高的降壓比；而當能量反向流動時，即當所述第二連接端接入外部電源時，則兩個隔離雙向DC-DC變換電路的輸出電壓可進行疊加，輸入的低電壓轉換為更高的輸出電壓，進而獲得更高的升壓比。

其進一步技術方案為：所述電感電路包括第一電感及第二電感，所述第一電感及所述第二電感的一端作為第一連接端，該第一電感的另一端及第二電感的另一端均連接至所述交直流雙向功率變換電路。

其進一步技術方案為：所述電感電路包括第一變壓器，所述第一變壓器初級繞組的同名端及其次級繞組的異名端兩端作為第一連接端，該第一變壓器初級繞組的異名端及次級繞組的同名端均與所述交直流雙向功率變換電路連接?；谧儔浩鬟\用在本電路中代替電感的設計，本發明所使用的第一變壓器是把兩個電感通過磁集成技術集成在一起，以減小電感繞線的匝數，和現有技術所使用的電感相比，體積較小，且可獲得較高的工作效率。

其進一步技術方案為：所述交直流雙向功率變換電路包括第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第五開關管以及第六開關管；其中，所述第一開關管與所述第二開關管反向串聯構成雙向開關，并連接至所述輸出電感電路輸出側兩端，所述第三開關管及第四開關管和所述第五開關管及第六開關管分別串聯構成一個橋臂，兩個橋臂并聯在一起連接至所述雙向AC-DC變換電路的輸出正及輸出負之間，兩個橋臂的中點分別連接至所述輸出電感電路輸出側兩端。基于本電路中開關管的設計，其可實現能量在電網與電源儲能器件之間的雙向流動。