[發明專利]一種雙向隔離型DC/DC變換器

有效

• 申請號: 202110206347.1
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112968610B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 吳學智;牛靖凱;荊龍;童亦斌
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M3/28
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 姜威

1.一種雙向隔離型DC/DC變換器，其特征在于，包括：至少n臺LLC諧振變換器單元，n≥2；

所述LLC諧振變換器單元包括兩個開關網絡和一個諧振單元；所述諧振單元包括諧振電容、諧振電感和變壓器，第一開關網絡的第一接口與諧振電容、諧振電感以及變壓器的一個繞組串聯后連接至第一開關網絡的第二接口，變壓器的另一個繞組的兩端分別與第二開關網絡的兩個接口相連；

所述n臺LLC諧振變換器單元包括兩類LLC諧振變換器單元，其中，一類LLC諧振變換器單元為LLC諧振變換器單元的第一開關網絡采用串聯的方式與其他諧振變換器單元的開關網絡相連、第二開關網絡采用并聯的方式與其他諧振變換器單元的開關網絡相連；二類LLC諧振變換器單元為LLC諧振變換器單元第二開關網絡采用串聯的方式與其他諧振變換器單元的開關網絡相連、第一開關網絡采用并聯的方式與其他諧振變換器單元的開關網絡相連；

該一類LLC諧振變換器單元和二類LLC諧振變換器單元相互鏡像布置，所有一類LLC諧振變換器單元的第一開關網絡與所有二類LLC諧振變換器單元的第二網絡進行串聯，所有一類LLC諧振變換器單元的第二開關網絡與所有二類LLC諧振變換器單元的第一網絡進行并聯。

2.根據權利要求1所述的雙向隔離型DC/DC變換器，其特征在于，所述的n為2，2臺LLC諧振變換器單元包括一臺一類LLC諧振變換器單元和一臺二類LLC諧振變換器單元。

3.根據權利要求1所述的雙向隔離型DC/DC變換器，其特征在于，所述的兩個開關網絡為兩個半橋電路或兩個全橋電路，或一個半橋電路和一個全橋電路。

4.根據權利要求3所述的雙向隔離型DC/DC變換器，其特征在于，所述的全橋電路為直流側電容分別與兩個橋臂并聯，每條橋臂包括兩個串聯的開關管,直流側電容的兩端以及兩個橋臂的中點作為全橋電路的接口，其中兩個橋臂的中點分別為開關網絡的第一接口和第二接口，直流側電容的兩端為LLC諧振變換器單元的串/并聯接口。

5.根據權利要求3所述的雙向隔離型DC/DC變換器，其特征在于，所述的半橋電路為兩個串聯的直流側電容與一個橋臂并聯，每條橋臂包括兩個串聯的開關管,直流側電容的兩端、兩個直流側電容的中點以及橋臂的中點作為半橋電路的接口，其中橋臂的中點和兩個直流側電容的中點分別為開關網絡的第一接口和第二接口，串聯的直流側電容的兩端為LLC諧振變換器單元的串/并聯接口。

6.根據權利要求1-5任一權項所述的雙向隔離型DC/DC變換器的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

當功率從串聯側向并聯側傳輸時，至少1臺一類LLC諧振變換器單元采用變頻控制來調節傳輸功率的大小，其他一類LLC諧振變換器單元可采用變頻控制輔助調節傳輸功率的大小或采用諧振頻率下的定頻控制，所有二類LLC諧振變換器單元采用諧振頻率下的定頻控制來保證高效率的功率變換；

當功率從并聯側向串聯側傳輸時，至少1臺二類LLC諧振變換器單元采用變頻控制來調節傳輸功率的大小，其他二類LLC諧振變換器單元采用變頻控制輔助調節傳輸功率的大小或采用諧振頻率下的定頻控制，所有一類LLC諧振變換器單元采用諧振頻率下的定頻控制來保證高效率的功率變換；

當功率方向需要進行切換時，將變頻控制的LLC諧振變換器單元的開關頻率逐漸調節至諧振頻率，然后平滑切換至定頻控制，將定頻控制的LLC諧振變換器單元的開關頻率根據功率需求開始調節，從而實現功率換向的平滑切換。