[發(fā)明專利]一種高效雙向變換器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110475733.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113162431A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李利鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳深源技術(shù)能源有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 深圳市精英專利事務(wù)所 44242
• 代理人: 劉貽盛

本發(fā)明公開一種高效雙向變換器，包括逆變電路、諧振電路、變壓器以及整流電路，所述諧振電路包括第一電容、第二電容、第一自耦電感及第二自耦電感，所述第一自耦電感初級繞組的異名端與第二自耦電感初級繞組的同名端及第二電容的一端連接，第二電容的另一端連接第一自耦電感次級繞組的同名端及第二自耦電感次級繞組的異名端，該第一自耦電感初級繞組的同名端連接第一電容，該第一電容的另一端及第一自耦電感次級繞組的異名端連接逆變電路，且第二自耦電感初級繞組的異名端和次級繞組的同名端連接變壓器的初級繞組，變壓器的次級繞組連接整流電路的輸入側(cè)，整流電路的輸出側(cè)及逆變電路的輸入側(cè)分別作為該高效雙向變換器的第二外接端和第一外接端。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電源轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種高效雙向變換器。

背景技術(shù)

雙向隔離DC-DC變換器是能夠根據(jù)需要調(diào)節(jié)能量雙向傳輸?shù)闹绷?直流的變換器，其主要運用于儲能系統(tǒng)、車載電源系統(tǒng)、回饋充放電系統(tǒng)、混合能源電動汽車等場合。

在傳統(tǒng)的LLC諧振高效雙向變換器中，無論正反向工作均能夠?qū)崿F(xiàn)原邊側(cè)開關(guān)管的ZVS導(dǎo)通以及整流側(cè)二極管的ZCS導(dǎo)通，但其在能量反向流動時，其電路特性不再是LLC諧振特性而退化為LC諧振特性，LC諧振最大的電壓增益變?yōu)?，大大降低了反向工作時的電壓增益，使輸出電壓范圍極大變窄，并加劇了開關(guān)管實現(xiàn)軟開關(guān)的難度，降低了轉(zhuǎn)換效率，因此不太適合工作在寬范圍能量雙向流動的狀態(tài)，限制了其應(yīng)用場景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種正反向工作時均能提升輸出電壓范圍且能全范圍實現(xiàn)軟開關(guān)的高效雙向變換器。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種高效雙向變換器，包括逆變電路、諧振電路、變壓器以及整流電路，其中，所述諧振電路包括第一電容、第二電容、第一自耦電感以及第二自耦電感，所述第一自耦電感初級繞組的異名端與第二自耦電感初級繞組的同名端以及第二電容的一端連接，所述第二電容的另一端連接第一自耦電感次級繞組的同名端以及第二自耦電感次級繞組的異名端，該第一自耦電感初級繞組的同名端連接第一電容，該第一電容的另一端及第一自耦電感次級繞組的異名端連接逆變電路，且第二自耦電感初級繞組的異名端和次級繞組的同名端連接變壓器的初級繞組，所述變壓器的次級繞組連接整流電路的輸入側(cè)，所述整流電路的輸出側(cè)以及逆變電路的輸入側(cè)分別作為該高效雙向變換器的第二外接端和第一外接端。

其進一步技術(shù)方案為：所述逆變電路為半橋式逆變電路，包括兩個開關(guān)管，兩個所述開關(guān)管串聯(lián)構(gòu)成一個橋臂。

其進一步技術(shù)方案為：所述第一電容連接至橋臂的中點，所述第一自耦電感次級繞組的異名端連接至橋臂的最下端。

其進一步技術(shù)方案為：所述第一電容連接至橋臂的最上端，所述第一自耦電感次級繞組的異名端連接至橋臂的中點。

其進一步技術(shù)方案為：所述逆變電路包括四個開關(guān)管，每兩個開關(guān)管串聯(lián)構(gòu)成一個橋臂，兩個橋臂并聯(lián)后其兩端作為高效雙向變換器的第一外接端，所述第一電容和第一自耦電感次級繞組分別連接至兩個橋臂的中點。

其進一步技術(shù)方案為：所述整流電路包括四個開關(guān)管，每兩個開關(guān)管串聯(lián)構(gòu)成一個橋臂，兩個橋臂并聯(lián)后其兩端作為高效雙向變換器的第二外接端，所述變壓器次級繞組的同名端和異名端分別連接至兩個橋臂的中點。

其進一步技術(shù)方案為：所述高效雙向變換器還包括第一濾波電容和第二濾波電容，所述第一濾波電容兩端連接至逆變電路的輸入側(cè)，所述第二濾波電容兩端連接至整流電路的輸出側(cè)。