[實用新型]一種雙向升降壓DC/DC變換器及其主電路

有效

• 申請號: 201721541521.3
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN207542996U
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 曹偉;吳曉磊;余勇;方日
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

本實用新型提供一種雙向升降壓DC/DC變換器及其主電路，由兩個橋臂單元及設置在兩個橋臂單元之間的2N個電感構成，拓撲結構對稱，能夠實現雙向升降壓控制。且其橋臂單元中設置有兩個串聯的支撐電容，與該雙向升降壓DC/DC變換器的一側端口相連，使得橋臂單元內的各個開關器件所承受的電壓應力僅為對應母線電壓的一半，有效降低了開關器件的電壓應力；同時使得每個橋臂單元的耐壓水平均提升為現有技術的兩倍，使該雙向升降壓DC/DC變換器能夠應用于高壓變換場合，也即，該雙向升降壓DC/DC變換器的功率水平能夠兼容高低壓直流母線系統，解決了現有技術中雙向升降壓DC/DC變換器的功率水平受限于開關器件耐壓水平的問題。

技術領域

本實用新型涉及電力電子技術領域，特別涉及一種雙向升降壓DC/DC變換器及其主電路。

背景技術

隨著新能源的發展，儲能裝置得到大量應用，雙向DC/DC變換器作為共直流母線系統與儲能裝置蓄電池之間的器件，有著巨大的應用前景。

雙向DC/DC變換器具有多種變換類型，雖然均能實現雙向變換，但是有些雙向DC/DC變換器只能實現單向升降壓控制，很大程度上局限了雙向DC/DC變換器的應用場景。圖1所示為一種現有的能夠實現雙向升降壓的DC/DC變換，其主電路拓撲結構對稱，利于實現雙向升降壓控制。

然而隨著新能源以及儲能行業的發展，為了實現高功率、大容量的最優配置，串聯蓄電池及光伏組件的數量不斷增加，直流電壓和電流也不斷攀升，使得雙向DC/DC變換器越來越多的需要應用于高壓變換場合；但是目前開關器件本身的制造工藝技術發展相對緩慢，其耐壓水平不能同步提升，因此限制了雙向DC/DC變換器的功率水平。

實用新型內容

本實用新型提供一種雙向升降壓DC/DC變換器及其主電路，以解決現有技術中雙向升降壓DC/DC變換器的功率水平受限于開關器件耐壓水平的問題。

為實現上述目的，本申請提供的技術方案如下：

一種雙向升降壓DC/DC變換器的主電路，包括：2N個電感和兩個橋臂單元，N大于等于1，兩個所述橋臂單元分別與所述雙向升降壓DC/DC變換器的兩側端口相連；

每個所述橋臂單元均包括：兩個支撐電容和N個橋臂；所述橋臂包括上橋臂和下橋臂；所述上橋臂和所述下橋臂均包括兩個串聯的開關器件；

每個所述橋臂單元中，兩個所述支撐電容串聯，串聯后的兩端和所述橋臂的兩端均與所述雙向升降壓DC/DC變換器相應的一側端口相連；兩個所述支撐電容的連接點與所述橋臂的中點相連；所述上橋臂的中點通過一個電感與另一橋臂單元中相應上橋臂的中點相連；所述下橋臂的中點通過另一電感與另一橋臂單元中相應下橋臂的中點相連。

優選的，一個橋臂單元中各個開關器件的控制端所接收的開關信號為固定占空比的開關信號，另一個橋臂單元中各個開關器件的控制端所接收的開關信號為脈沖寬度調制PWM開關信號。

優選的，N大于1時，連接電感相同的兩個橋臂為一組橋臂，各組橋臂之間，相同位置的開關器件的控制端所接收開關信號的相位差均為2π/N。

優選的，所述開關器件為：帶反向并聯二極管的絕緣柵雙極型晶體管IGBT、帶反向并聯二極管的全氧半場效晶體管MOSFET、雙向晶閘管、兩個反向并聯的IGBT或者兩個反向并聯的MOSFET中的任意一種。

一種雙向升降壓DC/DC變換器，包括：主電路、檢測電路及控制器；其中：

所述主電路包括2N個電感和兩個橋臂單元，N大于等于1，兩個所述橋臂單元分別與所述雙向升降壓DC/DC變換器的兩側端口相連；

每個所述橋臂單元均包括：兩個支撐電容和N個橋臂；所述橋臂包括上橋臂和下橋臂；所述上橋臂和所述下橋臂均包括兩個串聯的開關器件；