[實用新型]一種兩相交錯并聯雙向DC/DC變換器

有效

• 申請號: 201721709847.2
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN207475407U
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 王琳
• 申請（專利權）人: 河海大學文天學院
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/14
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

本實用新型公開了一種兩相交錯并聯雙向DC/DC變換器，涉及電力電子變換器設備技術領域。該變換器包括低壓模塊、高壓模塊和變換器，所述變換器與低壓模塊和高壓模塊串聯，在升壓模式時，低壓模塊向高壓模塊提供能量，低壓側的占空比大于0.5；在降壓模式時，高壓模塊將能量回饋到低壓模塊，高壓側的占空比小于0.5。該變換器電路結構簡單，體積小，成本低，輸入輸出的電壓變換比高，利用交錯并聯控制降低了輸入電流的紋波，用在儲能系統中，可以提高電池的使用壽命，開關器件的電壓、電流應力低，不僅提高變換器的整體變換效率，同時有利于開關器件的選型。

技術領域

本實用新型涉及電力電子變換器技術領域，更具體地說，涉及一種兩相交錯并聯雙向DC/DC變換器。

背景技術

隨著雙向直流-直流變換器在直流電機驅動、不間斷電源、分布式發電和電動汽車等領域中受到人們越來越多的關注，其相關應用技術研究也有所提高。由于分布式能源自身并沒有能量存儲的功能，因此現今分布式發電系統大多含有輔助儲能系統，在儲能系統中，雙向DC/DC變換器承擔能量雙向輸送的任務，因而其作用在整個儲能系統中占重要作用。雙向DC/DC變換器在功能上相當于兩個單向DC/DC變換器，能大幅度減小儲能系統的體積、重量和成本，同時提高變換效率，實現“一機兩用”的功能，具有重要的研究和應用價值。

關于并聯變換器的結構設計，現有技術中已有相關的技術方案公開，如：中國專利號ZL201420113325.6，名稱為：一種多路交錯并聯移相雙向CUK變換器，它包括至少一CUK雙向變換器單元，CUK雙向變換器單元包括一由隔離變壓器隔離驅動的主開關管Q1和續流管Q2形成的橋臂電路，主開關管Q1和續流管Q2由互補的PWM的信號驅動。該申請案雖然采用了多路并聯結構，但變換器的電壓變換比并沒有得到提升。

此外，對于中國專利號ZL201310726086.1，名稱為：一種隔離型雙向DC-DC變換器，它包括初級側變換器，初級側變換器由四個第一至第四功率開關管、第一、第二電感構成，第一功率開關管經第一電感與第二功率開關管串聯構成第一橋臂，第三功率開關管經第二電感與第四功率開關管串聯構成第二橋臂；初級側變換器正母線與負母線之間連接初級側穩壓電容，第一電感一端連接隔離變壓器的初級繞組，另一端經第一二極管連接初級側變換器的母線；第二電感一端也連接隔離變壓器的初級繞組，另一端經第二二極管連接初級側變換器的母線；隔離變壓器的次級繞組連接次級側變換器輸入端，次級側變換器的輸出端正母線與負母線之間連接次級側穩壓電容。該申請方案由于變換器的存在，雖然能夠實現高變換比，但其體積和成本較大，且易出現磁飽和現象。

實用新型內容

1.要解決的問題

針對現有變換器實現高變換比較為困難的問題，本實用新型提供一種兩相交錯并聯雙向DC/DC變換器，提高輸入輸出電壓的變換比，交錯并聯結構減小電流紋波，提高變換器的暫態響應速度，開關器件的電壓、電流應力也得到了有效的降低，從而提高了變換器的性能。該變換器可適用于新能源發電儲能系統、混合動力汽車、超級電容系統等能量需要雙向流動的場合。

2.技術方案

為了解決上述問題，本實用新型所采用的技術方案如下：

本實用新型的一種兩相交錯并聯雙向DC/DC變換器，包括低壓模塊、高壓模塊和變換器，所述變換器與低壓模塊和高壓模塊串聯，在升壓模式時，低壓模塊向高壓模塊提供能量，低壓側的占空比大于0.5；在降壓模式時，高壓模塊將能量回饋到低壓模塊，高壓側的占空比小于0.5。

于本實用新型一種可能的實施方式中，所述低壓模塊包括低壓側電源和低壓側電容，低壓側電源的正極與低壓側電容的正極連接。

于本實用新型一種可能的實施方式中，所述高壓模塊包括高壓側電源和高壓側電容，高壓側電源與高壓側電容并聯。