[發明專利]一種可以實現快速換向的雙向DC/DC變換電路

在審

• 申請號: 201711129957.6
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107769559A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 何曉宇;楊印晟;牛志偉
• 申請（專利權）人: 天津津航計算技術研究所
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心11011
• 代理人: 王雪芬

技術領域

本發明涉及DC/DC變換電路技術領域，具體涉及一種可以實現快速換向的雙向DC/DC變換電路。

背景技術

常規的雙向DC/DC變換電路包括兩個功率開關管，一個電感，一個輸出濾波電容，一個輸入濾波電容，這種雙向DC/DC變換電路，進行換向時，由于電感的續流作用，不能立刻變換電能的傳輸方向，需要電感電流下降到零后，才能轉變工作模式，轉換時間長。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：如何設計一種控制策略簡單、結構簡單、能夠迅速實現由正向到反向或者由反向到正向工作模式轉換的DC/DC電路。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種可以實現快速換向的雙向DC/DC變換電路，包括一個供電電源、一個負載，2個功率開關管V1～V2，一個高壓側濾波電容C1，一個低壓側濾波電容C2、一個電感L1以及四個雙向開關；

工作于正向降壓模式時，Vhigh為高壓側供電電源，Vlow為低壓側負載，電能傳輸方向為從高壓側至低壓側；工作于反向升壓模式時，Vhigh為高壓側負載，Vlow為低壓側供電電源，電能傳輸方向為從低壓側至高壓側；

所述雙向開關均由兩個功率開關管的源極相連組成時，設四個雙向開關分別包含：功率開關管V3、V4，功率開關管V5、V6，功率開關管V7、V8，以及功率開關管V9、V10，則，

電容C1與Vhigh并聯，功率開關管V1的漏極與Vhigh的正端相連，功率開關管V1的源極與功率開關管V2的漏極及功率開關管V3的漏極、功率開關管V5的漏極相連，功率開關管V2的源極與Vhigh的負端相連。

功率開關管V3的源極與V4的源極相連、功率開關管V5的源極與V6的源極相連；功率開關管V4的漏極與功率開關管V7的漏極相連、功率開關管V6的漏極與功率開關管V9的漏極相連；功率開關管V7的源極與V8的源極相連、功率開關管V9的源極與V10的源極相連；功率開關管V8的漏極與功率開關管V10的漏極相連，同時與Vlow的正端相連。

電感L1一端與V4及V7的漏極相連，另一端與V5及V9的漏極相連。

電容C2與Vlow并聯，同時Vlow的負端與Vhigh的負端相連。

優選地，所述雙向開關具有第二種形式：一個功率開關及四只二極管相連組成雙向開關，功率開關管V3、V4，功率開關管V5、V6，功率開關管V7、V8，以及功率開關管V9、V10組合中的任一雙向開關由此由第二種形式的雙向開關進行替換。

優選地，所述雙向開關具有第三種形式：兩個功率開關管的漏極相連組成雙向開關；功率開關管V3、V4，功率開關管V5、V6，功率開關管V7、V8，以及功率開關管V9、V10組合中的任一雙向開關由此由第三種形式的雙向開關進行替換。

優選地，所述雙向開關具有第二種形式：一個功率開關及四只二極管相連組成雙向開關，第三種形式：兩個功率開關管的漏極相連組成雙向開關；功率開關管V3、V4，功率開關管V5、V6，功率開關管V7、V8，以及功率開關管V9、V10組合中的任一雙向開關由此由第二種形式的雙向開關，或第三種形式的雙向開關進行替換。

(三)有益效果

本發明采用了多個雙向開關按照特定連接方式組合控制電感電流的流向，使電感電流在不換向的情況下，完成變換電路工作模式的轉變。取得了換向快速，使用元器件少，電路結構簡單，成本低廉，控制方便的技術效果。本發明可用于取代現有的雙向變換器，用于蓄電池充放電電路等。

附圖說明

圖1是本發明的實施例的雙向DC/DC變換電路的電路圖；

圖2是本發明的電路中雙向開關的幾種實現形式示意圖；

圖3是本發明的雙向DC/DC變換電路的電路圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、內容、和優點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。

實施例1

如圖1所示，本發明實施例1的快速換向的雙向DC/DC變換電路，包括10個功率開關管V1～V10，一個高壓側濾波電容C1，一個低壓側濾波電容C2，一個電感L1。

工作于正向降壓模式時，Vhigh為高壓側供電電源，Vlow為低壓側負載，電能傳輸方向為從高壓側至低壓側；工作于反向升壓模式時，Vhigh為高壓側負載，Vlow為低壓側供電電源，電能傳輸方向為從低壓側至高壓側。