[發明專利]一種LLCT諧振型雙向直流變換器

有效

• 申請號: 202010525460.1
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111817566B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 王議鋒;侯宇琦;張書槐;陳博;陳慶;陳夢穎;崔玉璐;劉瑞欣;吳嘯塵;王忠杰;程鵬宇
• 申請（專利權）人: 天津大學;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

本發明公開了一種LLCT諧振型雙向直流變換器，該變換器的拓撲結構包括依次連接的逆變側全橋電路、LLCT諧振腔和整流側全橋電路；所述LLCT諧振電路引入輔助變壓器T₂，T₂一次側并聯于諧振腔入口圖2中A、B兩點間，二次側與主變壓器二次側串聯，同名端同向。輔助變壓器T₂的引入，改變了諧振腔結構和工作頻率。與LLC、CLLC等傳統諧振變換器相比，本發明可實現高增益升降壓雙向工作，同時具備開關管的軟開關特性，保證變換器的高效率；增加輔助變壓器高壓側并聯低壓側串聯，同時副邊去掉諧振電感，拓寬了增益范圍，增加輔助變壓器高壓側并聯低壓側串聯，同時副邊去掉諧振電感，拓寬了增益范圍。

技術領域

本發明涉及一種諧振型雙向直流變換器，尤其是一種高增益寬范圍大功率雙向直流變換器。

背景技術

為了解決能源枯竭和環境污染問題，近年來綠色新能源技術獲得了飛速發展，分布式可再生能源的開發和有效利用成為了當今時代研究的熱點。隨著綠色建筑或家庭清潔能源發電系統數量的增多，戶用儲能設備將被普遍使用，因此需要適用于分布式儲能系統的雙向功率變換器。

在許多應用中，雙向功率變換器的容量約1～5千瓦，同時為了安全和便于檢修，戶用儲能電池的電壓多為24～48伏，而為了實現并網，母線電壓多為400V。較大的電壓差，導致相應的雙向DC/DC變換器效率較低。

相關研究雖已廣泛展開，但是同時獲得較寬的增益范圍和效率仍然是一個巨大的挑戰。例如，隔離型雙向DC/DC變換器可以實現較大的電壓變換等級和較好的電氣隔離特性，在新能源領域運用更加廣泛。雙有源橋DAB電路由兩個全橋、1個電感和變壓器組成，高壓側和低壓側開關管均可實現零電壓開通(ZVS)，開關損耗很小。但其在一些特定的場景下會有些不足，比如傳輸功率提高時變換器中的環流現象會明顯加劇，造成電路損耗較大；另外，輕載時難以實現軟開關。LLC變換器具有很高的轉換效率，不同工作頻率下能夠產生可變電壓增益，但其在反向工作模式下依然為串聯諧振變換器 (SRC)的特性，電壓增益會大幅降低至1以下。雙向全橋CLLC諧振型DC/DC變換器完全保留了LLC諧振電路的優點，在全負載范圍內實現軟開關以及低關斷損耗的同時，實現了功率的雙向流動且正反向工作過程完全對稱，有很好的變換特性。但當負載加重時增益曲線難以抬升，增益范圍過窄。

發明內容

針對現有直流變換器設計方法不適用于戶用儲能既要雙向高變比又要滿足高功率的需求，本發明提出了一種諧振型大功率高增益雙向LLCT直流變換器，使雙向DC/DC 變換器更好實現高功率密度、高效率和寬增益范圍。高效率高增益寬范圍的新型雙向直流變換器