[發明專利]一種雙向直流DC-DC變換器

在審

• 申請號: 202110145427.0
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112865519A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 高亞力
• 申請（專利權）人: 安徽拓高電子科技有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M1/32
• 代理公司: 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙) 32300
• 代理人: 馬曉輝

1.一種雙向直流DC-DC 變換器，包括升壓模式和降壓模式，其特征在于：在升壓模式下：充電和放電單元，被配置為執行輸入功率的充電和放電；以及開關單元，其設置在輸入電源與所述充放電單元之間，并且被配置為利用存儲在所述充放電單元中的輸入功率或返回功率向所述充放電單元充電至輸出側；輸出單元，其連接到充電和放電單元的輸出側，并被配置為接收輸入功率和存儲在充電和放電單元中的功率并提供輸出功率；其中，輸出單元和輸入功率以相同的電位共同接地；在降壓模式中：所述充電和放電單元被用所述輸出單元的輸出功率充電，并且將所存儲的功率放電為所述輸入功率；開關單元允許將輸出單元的輸出功率劃分為輸入功率并存儲在充電和放電單元中，或者允許將存儲在充電和放電單元中的功率放電為輸入功率；DC /-DC 轉換器在從輸入側到輸出側的方向上以升壓模式操作，并且在從輸出側和輸入側的方向上以降壓模式操作，從而實現雙向電力傳輸。

2.如權利要求1所述的雙向直流DC-DC 變換器，其特征在于：所述充電和放電單元包括：充電電感器；以及充電電容器，所述充電電容器被配置為使得其第一端子連接到所述充電電感器的第一端子并且在電感器電流的同時存儲電壓，正在形成串聯諧振；所述開關單元包括：第一開關元件，其被配置為使其第一端子連接至所述輸出單元的第一端子；第二開關元件，其被配置為使其第一端子連接至所述第一開關元件的第二端子；以及第三開關元件，其第二端子連接到輸入電源，第三開關元件，其第一端子連接到第二開關元件的第二端子，第四開關元件，其第一端子連接至第三開關元件的第二端子，并且第二端子接地，充電電感器的第二端子連接在第一開關元件和第二開關元件之間，充電電容器的第二端子連接在第三開關元件和第四開關元件之間，第一開關元件和第三開關元件與第二開關元件和第四開關元件互鎖 充電電容器的第二端子連接在第三開關元件和第四開關元件之間，第一開關元件和第三開關元件與第二開關元件和第四開關元件互鎖 充電電容器的第二端子連接在第三開關元件和第四開關元件之間，第一開關元件和第三開關元件與第二開關元件和第四開關元件互鎖 開關元件和有選擇地導通和關斷。

3.根據權利要求2所述的雙向直流DC-DC 變換器，其特征在于：在升壓模式中：當所述第二開關元件和所述第四開關元件導通時，所述輸入功率，所述充電電感器和所述充電電容器順序地連接并形成閉環，電感器電流形成串聯諧振，充電電容器通過零電流切換方法充電，當第一開關元件和第三開關元件導通時，輸入電源，充電電容器，充電電感器和輸出單元依次連接并形成閉環，并將存儲在充電電容器中的功率加到輸入電源，并提供給輸出單元。

4.根據權利要求3所述的雙向直流DC-DC 變換器，其特征在于：在降壓模式中：當所述第一開關元件和所述第三開關元件導通時，所述輸出單元，所述充電電感器，所述充電電容器和所述輸入功率被順序地連接并且形成閉環，并且通過零電流切換方法對充電電容器充電，該電壓對應于通過從輸出單元的輸出功率中減去輸入功率而獲得的電壓，當第二開關元件和第四開關元件導通時，充電電容器，充電電感器和輸入功率順序地連接并形成閉環，并且將存儲在充電電感器中的功率提供給輸入功率。

5.如權利要求4所述的雙向直流DC-DC 變換器，其特征在于：所述充電和放電單元包括：充電電感器，被配置為使其第一端子連接至所述輸入電源；臂短路保護電感器，被配置為使其第一端子連接至所述輸入電源的第一端子，充電電感器，其配置為防止開關單元的臂短路，并且充電電容器，其第一端子連接至充電電感器的第二端子，第二端子連接至臂的第二端子短路保護電感；所述開關單元包括：第一開關元件，被配置為使得其第一端子連接至所述輸出單元的第一端子；其端子連接到第三開關元件的第二端子和充電電容器的第二端子，并且其第二端子接地，第一開關元件和第三開關元件與第二開關元件和第四開關元件互鎖，并且選擇性地接通和斷開。