一种交直流变换电路和交直流变换器制造技术

本实用新型专利技术提供一种交直流变换电路、交直流变换器，交直流变换电路包括位于直流端口的滤波电路、第一高频开关桥臂、第二高频开关桥臂、低频开关桥臂、交流端口的滤波电路、交流端口滤波电容以及连接两个高频开关桥臂和交流端口滤波电感的共模电感。通过本交直流变换电路的实施，使得交流端口纹波电流可下降为原来的1/4，而且每一个高频桥臂连接共模电感的一个绕组，而一般选用共模电感的感量很大从而流过其两个绕组的共模电流相对于差模电流很小，因此上述共模电感两个绕组的电流必然接近相等，即交流端口的电流自然均分地由两个高频桥臂承担，实现了功率电路自主均流，提高了电路的工作效率。

AC DC converter and AC DC converter

The utility model provides an AC-DC conversion circuit, AC / DC converter, AC / DC converter circuit includes a DC port filter circuit, high frequency switch first bridge arm and a second high frequency switching arm, low-frequency switching arm, communication port filter circuit, AC filter capacitor and the connection port two high frequency switching arm port and AC filter inductor common mode inductance. Through the implementation of the AC / DC converter circuit, the AC port ripple current can be reduced to 1/4, and a winding of each bridge arm is connected with the high frequency common mode inductance, and the general selection of common mode inductance and flow through the sense of a large amount of two windings common mode current relative to the differential mode current is very small, so the current two common mode inductance windings will nearly equal current sharing, bear the natural exchange port by two high frequency bridge arm, realize the power circuit independent flow, improve the working efficiency of the circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种交直流变换电路和交直流变换器
本技术涉及交直流变换技术，尤其涉及一种交直流变换电路和交直流变换器。
技术介绍
在新能源光伏系统、储能系统以及电动汽车充电系统等多种应用场合，要求电能变换器中的能量可以双向流动：能量即可以由电网流向电池等储能单元，实现电能的存储，同时，又要求能量可以从储能单元流向电网或单独以交流电源的形式输出，实现电网电能的调节或者满足离网条件下电能的使用。实现上述功能，除了需要高效实用的隔离直流直流变换器以外，还需要效率更高、体积更小以及成本更低的非隔离交流直流双向变换器。对单相系统而言，传统的双向交直流变换器一般采用四个开关管组成的全桥电路及交流端口LC滤波的电路结构，其上下两个开关管串联组成一个桥臂，共有两个桥臂，如图1所示，为了减小电路的共模干扰，同时为了降低电路的开关损耗提高电路效率，所述全桥电路的一个桥臂一般工作在与交流侧频率同频的低频开关状态，而另一个桥臂则工作在高频SPWM开关状态，任何一个桥臂上下两个开关管都互补导通，其开关驱动信号波形如图2所示，以上电路，受开关器件自身损耗的限制，开关频率不可能做得太高，则加载在交流端口LC滤波端口上的脉动电压频率就不会太高。为了减小流入交流端口的纹波电流从而保证交流侧电能的质量，后级LC滤波器特别是滤波电感的体积就会比较大。这样，造成整个交直流变换器体积大，成本高，同时变换器的效率也难以提高。
技术实现思路
本技术的第一目是提供一种功率电路自主均流的交错并联的交直流变换电路。本技术的第二目是提供一种功率电路自主均流的交错并联的交直流变换器。为了实现本技术的第一目的，本技术提供一种交直流变换电路，其特征在于，包括第一滤波电路、低频开关桥臂、第一高频开关桥臂和第二高频开关桥臂，第一滤波电路与交直流变换电路的直流端口连接，低频开关桥臂、第一高频开关桥臂和第二高频开关桥臂分别与直流端口并联连接；低频开关桥臂包括第一开关管和第二开关管，第一开关管的源极与第二开关管的漏极连接；第一高频开关桥臂包括第三开关管和第四开关管，第三开关管的源极与第四开关管的漏极连接；第二高频开关桥臂包括第五开关管和第六开关管，第五开关管的源极与第六开关管的漏极连接；交直流变换电路还包括共模电感和第二滤波电路，共模电感的第一绕组的第一同名端与第三开关管的源极连接，共模电感的第二绕组的第二同名端与第五开关管的源极连接，第一绕组的第二同名端、第二绕组的第一同名端和第一开关管的源极与第二滤波电路连接，第二滤波电路与交直流变换电路的交流端口连接。更进一步的方案是，第二滤波电路包括第一电感和第一电容，第一电感的第一端、第一绕组的第二同名端和第二绕组的第一同名端连接，第一电感的第二端与第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与第一开关管的源极连接。更进一步的方案是，第二滤波电路包括第一电感、第二电感和第一电容，第一电感的第一端与第一绕组的第二同名端连接，第二电感的第一端和第二绕组的第一同名端连接，第一电感的第二端、第二电感的第二端和第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与第一开关管的源极连接。为了实现本技术的第一目的，本技术提供一种交直流变换电路，其特征在于，包括第一滤波电路、低频开关桥臂、第一高频开关桥臂和第二高频开关桥臂，第一滤波电路与交直流变换电路的直流端口连接，低频开关桥臂、第一高频开关桥臂和第二高频开关桥臂分别与直流端口并联连接；低频开关桥臂包括第一开关管和第二开关管，第一开关管的源极与第二开关管的漏极连接；第一高频开关桥臂包括第三开关管和第四开关管，第三开关管的源极与第四开关管的漏极连接；第二高频开关桥臂包括第五开关管和第六开关管，第五开关管的源极与第六开关管的漏极连接；交直流变换电路还包括第一电感、第二电感和第一电容，第一电感的第一端与第三开关管的源极连接，第二电感的第一端与第五开关管的源极连接，第一电感的第二端、第二电感的第二端与第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与第一开关管的源极连接，第一电容与交直流变换电路的交流端口并联。为了实现本技术的第一目的，本技术提供一种交直流变换电路，其特征在于，包括第一滤波电路、三相桥臂组件，第一滤波电路与交直流变换电路的直流端口连接，每一相的桥臂组件分别与直流端口并联连接；每一相的桥臂组件包括：第一高频开关桥臂，包括第一开关管和第二开关管，第一开关管的源极与第二开关管的漏极连接；第二高频开关桥臂，包括第三开关管和第四开关管，第三开关管的源极与第四开关管的漏极连接；共模电感，共模电感的第一绕组的第一同名端与第三开关管的源极连接，共模电感的第二绕组的第二同名端与第一开关管的源极连接，第一绕组的第二同名端、第二绕组的第一同名端和桥臂组件的输出端连接；交直流变换电路还包括第二滤波电路，每一相的桥臂组件的输出端分别与第二滤波电路连接，第二滤波电路与交直流变换电路的交流端口连接。更进一步的方案是，第二滤波电路为交流三相LC滤波器，每一相的桥臂组件的输出端分别与交流三相LC滤波器的输入端连接。由上述方案可见，本案的交直流变换电路加载在交流端口上的电压的脉动频率可为开关频率的两倍，而脉动幅值只有非交错控制时的一半，因此在同样交流滤波电感的情况下，通过本交直流变换电路的实施，使得交流端口纹波电流可下降为原来的1/4，而且，由于每一个高频桥臂连接共模电感的一个绕组，而一般选用共模电感的感量很大从而流过其两个绕组的共模电流相对于差模电流很小，可以忽略不计，因此上述共模电感两个绕组的电流必然接近相等。也就是说，由于上述共模电感的存在，交流端口的电流自然均分地由两个高频桥臂承担，实现了功率电路自主均流，提高了电路的工作效率。以及应用于本电流均流的构思，还可以运用在三相交直流变换电路上，也能够实现本技术的目的。为了实现本技术的第二目的，本技术提供一种交直流变换器，其特征在于，包括交直流变换电路和控制单元，交直流变换电路为上述方案中任一项的交直流变换电路，控制单元包括：频率相位识别电路，用于接收交流电压采样信号；第一驱动电路，用于接收频率相位识别电路输出的控制信号，第一驱动电路对低频开关桥臂进行驱动；控制调节器，用于接收交流电压采样信号、交流电流采样信号和直流电压采样信号；载波信号发生器，用于输出载波信号；移相电路，用于接收载波信号；第一SPWM调制器，用于接收控制调节器输出的控制信号和载波信号；第二SPWM调制器，用于接收控制调节器输出的控制信号和移相电路输出的移相载波信号；第二驱动电路，用于接收第一SPWM调制器输出的调制信号，第二驱动电路对第一高频开关桥臂进行驱动；第三驱动电路，用于接收第二SPWM调制器输出的调制信号，第三驱动电路对第二高频开关桥臂进行驱动。为了实现本技术的第二目的，本技术提供一种交直流变换器，包括交直流变换电路和控制单元，交直流变换电路为上述方案中的交直流变换电路；控制单元包括：频率相位识别电路，用于接收交流电压采样信号；第一驱动电路，用于接收频率相位识别电路输出的控制信号，第一驱动电路对低频开关桥臂进行驱动；控制调节器，用于接收交流电压采样信号和直流电压采样信号；第一比较器，用于接收控制调节器输出的交流电流参考信号和第一电感的电流采样信号；第二比较器，用于接收控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交直流变换电路，其特征在于，包括第一滤波电路、低频开关桥臂、第一高频开关桥臂和第二高频开关桥臂，所述第一滤波电路与所述交直流变换电路的直流端口连接，所述低频开关桥臂、所述第一高频开关桥臂和所述第二高频开关桥臂分别与所述直流端口并联连接；所述低频开关桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的源极与所述第二开关管的漏极连接；所述第一高频开关桥臂包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管的源极与所述第四开关管的漏极连接；所述第二高频开关桥臂包括第五开关管和第六开关管，所述第五开关管的源极与所述第六开关管的漏极连接；所述交直流变换电路还包括共模电感和第二滤波电路，所述共模电感的第一绕组的第一同名端与所述第三开关管的源极连接，所述共模电感的第二绕组的第二同名端与所述第五开关管的源极连接，所述第一绕组的第二同名端、所述第二绕组的第一同名端和所述第一开关管的源极与所述第二滤波电路连接，所述第二滤波电路与所述交直流变换电路的交流端口连接。

【技术特征摘要】
1.一种交直流变换电路，其特征在于，包括第一滤波电路、低频开关桥臂、第一高频开关桥臂和第二高频开关桥臂，所述第一滤波电路与所述交直流变换电路的直流端口连接，所述低频开关桥臂、所述第一高频开关桥臂和所述第二高频开关桥臂分别与所述直流端口并联连接；所述低频开关桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的源极与所述第二开关管的漏极连接；所述第一高频开关桥臂包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管的源极与所述第四开关管的漏极连接；所述第二高频开关桥臂包括第五开关管和第六开关管，所述第五开关管的源极与所述第六开关管的漏极连接；所述交直流变换电路还包括共模电感和第二滤波电路，所述共模电感的第一绕组的第一同名端与所述第三开关管的源极连接，所述共模电感的第二绕组的第二同名端与所述第五开关管的源极连接，所述第一绕组的第二同名端、所述第二绕组的第一同名端和所述第一开关管的源极与所述第二滤波电路连接，所述第二滤波电路与所述交直流变换电路的交流端口连接。2.根据权利要求1所述的交直流变换电路，其特征在于：所述第二滤波电路包括第一电感和第一电容，所述第一电感的第一端、所述第一绕组的第二同名端和所述第二绕组的第一同名端连接，所述第一电感的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第一开关管的源极连接。3.根据权利要求1所述的交直流变换电路，其特征在于：所述第二滤波电路包括第一电感、第二电感和第一电容，所述第一电感的第一端与所述第一绕组的第二同名端连接，所述第二电感的第一端和所述第二绕组的第一同名端连接，所述第一电感的第二端、所述第二电感的第二端和所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第一开关管的源极连接。4.一种交直流变换电路，其特征在于，包括第一滤波电路、低频开关桥臂、第一高频开关桥臂和第二高频开关桥臂，所述第一滤波电路与所述交直流变换电路的直流端口连接，所述低频开关桥臂、所述第一高频开关桥臂和所述第二高频开关桥臂分别与所述直流端口并联连接；所述低频开关桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的源极与所述第二开关管的漏极连接；所述第一高频开关桥臂包括第三开关管和第四开关管，所述第三开关管的源极与所述第四开关管的漏极连接；所述第二高频开关桥臂包括第五开关管和第六开关管，所述第五开关管的源极与所述第六开关管的漏极连接；所述交直流变换电路还包括第一电感、第二电感和第一电容，所述第一电感的第一端与所述第三开关管的源极连接，所述第二电感的第一端与所述第五开关管的源极连接，所述第一电感的第二端、所述第二电感的第二端与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述第一开关管的源极连接，所述第一电容与所述交直流变换电路的交流端口并联。5.一种交直流变换电路，其特征在于，包括第一滤波电路、三相桥臂组件，所述第一滤波电路与所述交直流变换电路的直流端口连接，每一相的所述桥臂组件分别与所述直流端口并联连接；每一相的所述桥臂组件包括：第一高频开关桥臂，包括第一开关管和第二开关管，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏标，姜桂宾，
申请(专利权)人：珠海英搏尔电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44