[發明專利]基于移相全橋的高頻隔離雙向直流變換器和并網儲能系統

在審

• 申請號: 201911253372.4
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN110957923A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 胡咸兵;鄧禮寬;柏建國
• 申請（專利權）人: 深圳市優優綠能電氣有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/5387;H02J3/32
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 鄒秋菊

本發明涉及一種基于移相全橋的高頻隔離雙向直流變換器，包括：依次電連接的升壓儲能濾波模塊、輸入開關網絡、變壓器模塊、移相全橋控制模塊、輸出開關網絡，以及與所述移相全橋控制模塊連接的投切控制模塊，所述移相全橋控制模塊包括諧振單元和二極管導通控制單元，所述升壓儲能濾波模塊連接輸入電源的正極和負極；所述投切控制模塊連接所述二極管導通控制單元以用于在正向變換時控制所述諧振單元投出，在反向變換時控制所述諧振單元投入。本發明還涉及一種并網儲能系統。本發明可以低成本、高效率方式的單級拓撲結構滿足寬輸入電壓范圍，提高系統轉換效率。

技術領域

本發明涉及電源模塊領域，更具體地說，涉及一種基于移相全橋的高頻隔離雙向直流變換器和包括該基于移相全橋的高頻隔離雙向直流變換器的并網儲能系統。

背景技術

隨著能源危機的日益加劇和人們環保意識的提高，綠色高效利用能源成為各國研究應用的重點，而高頻隔離型寬范圍直流變換器的研究更是重中之重。目前，在工程應用中，基于移相全橋的高頻隔離雙向直流變換器通常輸入電壓范圍過窄，無法滿足寬輸入電壓范圍。而寬輸入電壓范圍的雙向高頻隔離型直流變換器大多采用兩級式拓撲結構。例如BUCKBOOST+LLC電路級聯，通過BUCKBOOST升壓模塊提高輸入電壓范圍，通過LLC電路的變壓器實現高頻隔離。又或者BUCKBOOST+移相全橋電路級聯，同樣通過BUCKBOOST升壓模塊提高輸入電壓范圍，通過移相全橋電路的變壓器實現高頻隔離。但是不管是BUCKBOOST+LLC電路級聯還是BUCKBOOST+移相全橋電路級聯相對于單級式拓撲結構而言都增加了開關管的成本，降低了能量的轉換效率。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種基于移相全橋的高頻隔離雙向直流變換器，用于以低成本、高效率方式的單級拓撲結構滿足寬輸入電壓范圍。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種基于移相全橋的高頻隔離雙向直流變換器，包括：依次電連接的升壓儲能濾波模塊、輸入開關網絡、變壓器模塊、移相全橋控制模塊、輸出開關網絡，以及與所述移相全橋控制模塊控制連接的投切控制模塊，所述移相全橋控制模塊包括諧振單元和二極管導通控制單元，所述升壓儲能濾波模塊連接輸入電源的正極和負極；所述投切控制模塊電連接所述二極管導通控制單元以用于在正向變換時控制所述諧振單元投出，在反向變換時控制所述諧振單元投入。

在本發明所述的基于移相全橋的高頻隔離雙向直流變換器中，所述二極管導通控制單元包括第一二極管和第二二極管，所述第一二極管的陰極連接所述輸出開關網絡的第一端、陽極連接所述第二二極管的陰極，所述第二二極管的陽極連接所述輸出開關網絡的第二端，所述輸出開關網絡的第三端連接所述諧振單元的第一端，所述諧振單元的第二端連接所述變壓器模塊的副邊第一端，所述輸出開關網絡的第四端連接所述變壓器模塊的副邊第二端。

在本發明所述的基于移相全橋的高頻隔離雙向直流變換器中，所述投切控制模塊的輸入端連接所述變壓器模塊的副邊第一端、第一控制端連接所述諧振單元、第二控制端連接所述二極管導通控制單元。

在本發明所述的基于移相全橋的高頻隔離雙向直流變換器中，所述諧振單元包括諧振電容和諧振電感，所述諧振電感的第一端連接所述變壓器模塊的副邊第一端、第二端經所述諧振電容連接所述輸出開關網絡的第三端。

在本發明所述的基于移相全橋的高頻隔離雙向直流變換器中，所述投切控制模塊為單刀雙擲開關，所述單刀雙擲開關的動觸頭端連接所述變壓器模塊的副邊第一端、第一靜觸點連接所述第一二極管的陽極和所述第二二極管的陰極、第二靜觸點連接所述諧振電感的第二端。

在本發明所述的基于移相全橋的高頻隔離雙向直流變換器中，所述升壓儲能濾波模塊包括連接在輸入電源正極和負極之間的輸入濾波電容和連接在所述輸入電源正極和所述輸入開關網絡的第一輸入端的電感。

在本發明所述的基于移相全橋的高頻隔離雙向直流變換器中，所述升壓儲能濾波模塊進一步包括連接在所述輸入開關網絡的第一端和第二端之間的吸收單元。