[發(fā)明專利]一種雙向LLC諧振直流-直流變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711144941.2
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107888074B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設計）人: 謝小高;江帥;董漢菁
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本申請公開了一種雙向LLC諧振直流?直流變換器。該雙向LLC諧振直流?直流變換器包括：原邊諧振變換網(wǎng)絡，在能量正向傳遞時將輸入的原邊直流電壓信號轉換為原邊高頻交流信號，在能量反向傳遞時將輸入的原邊高頻交流信號轉換為原邊直流電壓信號；副邊諧振變換網(wǎng)絡，在能量反向傳遞時將輸入的副邊直流電壓信號轉換為副邊高頻交流信號，在能量正向傳遞時將輸入的副邊高頻交流信號轉換為副邊直流電壓信號；變壓器，至少包含一個原邊繞組和兩個副邊繞組，在能量正向傳遞時僅一個副邊繞組參與能量傳遞，在能量反向傳遞時兩個副邊繞組皆參與能量傳遞；該雙向LLC諧振直流?直流變換器在能量正向傳遞和反向傳遞時都工作在斷續(xù)模式，提高了效率。

技術領域

本發(fā)明屬于雙向直流-直流變換器，具體而言，是一種高效率的LLC諧振 直流-直流變換器，適合應用于儲能以及新能源發(fā)電等應用領域。

背景技術

隨著世界能源資源的緊縮以及環(huán)境污染的加重，對于新能源的開發(fā)利用 已經(jīng)成為人類急需解決的問題。對于可再生能源而言，如何將這些新能源并 網(wǎng)發(fā)電，變換為用戶可以直接利用的電能，是分布式發(fā)電領域主要的研究方 向。由于分布式能源其自身并沒有能量儲存的功能，因此現(xiàn)今分布式發(fā)電系 統(tǒng)大多數(shù)都是含有輔助存儲系統(tǒng)，從而形成含有儲能系統(tǒng)的復合式發(fā)電系統(tǒng)。

對于輔助儲能系統(tǒng)，如若采用不隔離型變換器拓撲，在輸出輸入電壓相 差較大的時候，變換器的調壓范圍以及工作效率不是很理想且存在安全隱患。 例如，運用在新能源并網(wǎng)發(fā)電過程中由于電路非隔離特性以及光伏板對地之 間電容的存在，逆變電路工作過程中容易受到共模干擾等影響。同時，對于 直流-直流變換器電路中器件的電流電壓應力要求較高。

進一步，在某些應用領域，需要變換器具有能量雙向流動的能力，如儲 能用直流-直流變換器或電動汽車里的直流-直流變換單元。

隔離型LLC諧振直流-直流變換器由于能實現(xiàn)原副邊器件軟開關從而實現(xiàn) 高效率、高功率密度而得到廣泛應用。圖1為一種現(xiàn)有結構能實現(xiàn)能量雙向 流動的變結構LLC拓撲，即所謂的CLLC諧振直流-直流變換電路。圖1所示 CLLC諧振直流-直流變換電路包括：

第一直流源V1，在能量正向流動時提供輸入能量，在能量流動時反向存 儲/消耗能量；

原邊諧振單元，包括開關管Q1～Q4，諧振電感Lr1，諧振電容Cr1；

變壓器T，包括原邊繞組和副邊繞組，提供勵磁電感Lm，并起到電壓變 換、隔離以及能量隔離傳輸作用；

副邊諧振單元，包括開關管Q5～Q8，諧振電感Lr2，諧振電容Cr2；

第二直流源V2，在能量正向流動時存儲能量以及在能量反向流動時提供 能量。

所述CLLC諧振直流-直流變換電路中，所述第一直流源V1的正極和所述 開關管Q1的D極、Q3的D極連接，所述開關管Q1的S極與所述開關管Q2的 D極以及所述諧振電感Lr1的一端連接，所述諧振電感Lr1的另一端與諧振電 容Cr1的一端連接，所述諧振電容Cr1的另一端與所述變壓器T原邊繞組的 同名端連接，所述開關管Q3的S極與所述開關管Q4的D極以及變壓器T原 邊繞組的異名端連接，所述開關管Q2的S極、Q4的S極與所述第一直流源 V1的負極連接。所述變壓器T副邊繞組的同名端與諧振電感Lr2的一端連接， 所述諧振電感Lr2的另一端與所述諧振電容Cr2的一端連接，所述諧振電容 Cr2的另一端與所述開關管Q7的S極以及開關管Q8的D極連接，所述開關管 Q5的D極、Q7的D極與所述第二直流源V2的正極連接，所述開關管Q5的S 極與所述開關管Q6的D極以及所述變壓器T副邊繞組的異名端連接，所述開 關管Q6的S極、Q8的S極與所述第二直流源V2的負極連接。