[發(fā)明專(zhuān)利]一種新穎的軟開(kāi)關(guān)雙向DC-DC變換器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810139093.4
• 申請(qǐng)日: 2018-02-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108306512A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張華麗;吳洋;陽(yáng)岳豐
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市矗能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M3/335
• 分類(lèi)號(hào): H02M3/335;H02M3/44
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種新穎的軟開(kāi)關(guān)雙向DC?DC變換器，控制器分別通過(guò)控制信號(hào)與第一、第二、第三MOS、第四MOS管的柵極相連，第一MOS管的源極與第三MOS管的漏極相連，第二MOS管的源極與第四MOS管的漏極相連；第一MOS管的漏極與第二MOS管的漏極相連并與電壓V1相連，第二MOS管與LC諧振電路的另一端相連，LC諧振電路的電感和電容之間串聯(lián)變壓器的原邊，變壓器的副邊的一端與第六MOS管的源極、第八MOS管的漏極相連，變壓器的副邊的另一端與第五MOS管的源極、第七M(jìn)OS管的漏極相連，第五MOS管的漏極、第六MOS管的漏極相連并與電壓V2相連；第七M(jìn)OS管的源極、第八MOS管的源極相連并接地。應(yīng)用本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)低成本，高效率，高靈活性的軟開(kāi)關(guān)雙向變換器解決方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于DCDC變換電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新穎的軟開(kāi)關(guān)雙向DC-DC變換器。

背景技術(shù)

DC-DC變換器是將不可調(diào)的直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧{(diào)或固定的直流電壓，是一個(gè)用開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)方式控制電能的變換電路，這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)關(guān)電源、直流調(diào)速、燃料電池、太陽(yáng)能供電和分布式電源系統(tǒng)中。上個(gè)世紀(jì)，隨著功率開(kāi)關(guān)器件的發(fā)展，變換器拓?fù)浜妥儞Q技術(shù)已經(jīng)取得了很大的成就，并且已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)相當(dāng)高的水平。

在DC-DC變換器演化過(guò)程中，離不開(kāi)各種直流變換技術(shù)，各種新技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展很大程度上影響了變換器拓?fù)涞难莼８吖β拭芏取⒏咝省⒏咝阅堋⒏呖煽啃砸约暗统杀尽⑿◇w積是DC-DC變換器的發(fā)展方向，各種變換技術(shù)也都圍繞著提高變換器性能而相繼被提出。

在大功率DC-DC應(yīng)用場(chǎng)合，軟開(kāi)關(guān)具備效率高，輸出功率大等特點(diǎn)，軟開(kāi)關(guān)拓?fù)鋺?yīng)用也越來(lái)越普及。雙向DC-DC變換器顧名思義是一種正向反向均可工作，可實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)的變換器。若通過(guò)單向DC-DC變換器方案與逆變器組合具備雙向功能的架構(gòu)，需要的功率器件加倍，不僅會(huì)導(dǎo)致成本上升，整體體積也會(huì)更龐大，這一優(yōu)勢(shì)在大功率場(chǎng)合會(huì)體現(xiàn)得更加突出。

軟開(kāi)關(guān)是使用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的開(kāi)關(guān)過(guò)程。理想的軟開(kāi)關(guān)過(guò)程是電流或電壓先降到零，電壓或電流再緩慢上升到斷態(tài)值，所以開(kāi)關(guān)損耗近似為零。軟開(kāi)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)功率變換器件的高頻化。軟開(kāi)關(guān)電路中增加了諧振電感Lr和諧振電容Cr，與濾波電感L、電容C相比，Lr和Cr的值小得多，同時(shí)開(kāi)關(guān)增加了反并聯(lián)二極管，而硬開(kāi)關(guān)電路中不需要這個(gè)二極管。降壓型零電壓開(kāi)關(guān)準(zhǔn)諧振電路中，在開(kāi)關(guān)過(guò)程前后引入諧振，使開(kāi)關(guān)開(kāi)通前電壓先降到零，關(guān)斷前電流先降到零，消除了開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓、電流的重疊，從而大大減小甚至消除開(kāi)關(guān)損耗，同時(shí)，諧振過(guò)程限值了開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓和電流的變化率，使開(kāi)關(guān)噪聲減小。

雙向DC-DC變換器在不同功率，拓?fù)鋺?yīng)用場(chǎng)合已經(jīng)出現(xiàn)應(yīng)用。而在優(yōu)勢(shì)更為明顯的大功率雙向應(yīng)用場(chǎng)合，尤其是大功率軟開(kāi)關(guān)拓?fù)鋺?yīng)用方面，功率器件實(shí)現(xiàn)兼容的技術(shù)難度也更大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新穎的軟開(kāi)關(guān)雙向DC-DC變換器，可實(shí)現(xiàn)低成本，高效率，高靈活性的軟開(kāi)關(guān)雙向變換器解決方案。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種新穎的軟開(kāi)關(guān)雙向DC-DC變換器，包括：控制器、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4、LC諧振電路、變壓器T1、第五MOS管Q5、第六MOS管Q6、第七M(jìn)OS管Q7、第八MOS管Q8；

所述控制器分別通過(guò)控制信號(hào)與所述第一MOS管Q1的柵極、所述第二MOS管Q2的柵極、所述第三MOS管Q3的柵極、所述第四MOS管Q4的柵極相連，所述第一MOS管Q1的源極與所述第三MOS管Q3的漏極相連，所述第二MOS管Q2的源極與所述第四MOS管Q4的漏極相連；所述第一MOS管Q1的漏極與所述第二MOS管Q2的漏極相連并與電壓V1相連，所述第二MOS管Q2的源極與所述第四MOS管Q4的源極相連并接地；