双向直流转换电路制造技术

一种双向直流转换电路连接于高压端和低压端之间，以预定周期依次重复工作在充电阶段、死区阶段以及放电阶段。双向直流转换电路包括Boost‑Buck转换电路LLC谐振电路。在充电阶段，Boost‑Buck转换电路用于将高压端提供的输入电压进行降压后输出第一电压，LLC谐振电路将第一电压进行降压和转换后对低压端进行充电；在放电阶段，LLC谐振电路将低压端提供的输出电压进行升压和转换后输出第二电压，Boost‑Buck转换电路对第二电压进行升压。LLC谐振电路包括第一全桥转换电路、谐振电路、第二全桥转换电路以及开关电路。开关电路用于在死区阶段时断开Boost‑Buck转换电路和第一全桥转换电路之间的电性连接，并在充电阶段和放电阶段建立Boost‑Buck转换电路和第一全桥转换电路之间的电性连接。

Bidirectional DC Conversion Circuit

A bidirectional DC converter circuit is connected between the high voltage terminal and the low voltage terminal, and repeats its work in charge stage, dead-time stage and discharge stage in a predetermined period. The bidirectional DC converter circuit includes Boost Buck converter LLC resonant circuit. In the charging stage, Boost Buck converter circuit is used to output the first voltage after bucking the input voltage provided by the high voltage terminal, LLC resonant circuit charges the low voltage terminal after bucking and converting the first voltage; in the discharging stage, LLC resonant circuit boosts and converts the output voltage provided by the low voltage terminal to output the second voltage, Boost Buck converter circuit to output the second voltage. Boost the pressure. LLC resonant circuit includes the first full bridge conversion circuit, the resonant circuit, the second full bridge conversion circuit and the switching circuit. Switching circuit is used to disconnect the electrical connection between Boost Buck conversion circuit and the first full-bridge conversion circuit at dead-time stage, and to establish the electrical connection between Boost Buck conversion circuit and the first full-bridge conversion circuit at charging and discharging stages.

【技术实现步骤摘要】
双向直流转换电路
本专利技术涉及一种双向直流转换电路。
技术介绍
随着风能、太阳能这一类新能源应用的大力发展，电池储能技术作为技术相对成熟，拥有功率密度高、充放电转换效率高、不受地理因数限制等特点也得到迅速的发展。目前储能系统电池端电压一般小于100V，而太阳能电池/风能发电机电压高达500V-800V，为进一步提高转换效率，目前很多公司将太阳能电池板的电压提高到了1200V-1500V并推出1400V系统，可以预计1400V系统将会成为未来的主流。目前主流的基于双向直流-直流(DirectCurrent-DirectCurrent，DC-DC)的双向充放电电路是由Buck/Boost电路和全桥电路来实现的，通过较为复杂的控制电路实现双向充放电控制，因电流双向流动的需要，通常全桥电路只能选择普通全桥来实现，不能选择移相全桥等软开关拓扑，造成整机系统效率较低。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种改善两级硬开关的拓扑效率较低的双向直流转换电路。一种双向直流转换电路，连接于高压端和低压端之间。双向直流转换电路以预定周期依次重复工作在充电阶段、死区阶段以及放电阶段。双向直流转换电路包括Boost-Buck转换电路和LLC谐振电路。在充电阶段，Boost-Buck转换电路将高压端提供的输入电压进行降压后输出第一电压，LLC谐振电路将第一电压进行降压和转换后对低压端进行充电；在放电阶段，低压端放电以提供输出电压给LLC谐振电路，LLC谐振电路将输出电压进行升压和转换后输出第二电压，Boost-Buck转换电路对第二电压进行升压。LLC谐振电路包括第一全桥转换电路、谐振电路、第二全桥转换电路以及开关电路。开关电路用于在死区阶段时断开Boost-Buck转换电路和第一全桥转换电路之间的电性连接，并在充电阶段和放电阶段建立Boost-Buck转换电路和第一全桥转换电路之间的电性连接。上述双向直流转换电路，在死区阶段，开关电路控制LLC工作在零电压和零电流状态，可实现能量转换效率的大幅度提升，降低电磁干扰。附图说明图1为本专利技术较佳实施方式之双向直流转换电路的模块示意图。图2为图1中所述双向直流转换电路的第一实施方式之电路示意图。图3为图2中第一晶体管、第三晶体管以及第五晶体管的波形示意图。图4为图1中所述双向直流转换电路的第二实施方式之电路示意图。图5为图1中所述双向直流转换电路的第三实施方式之电路示意图。主要元件符号说明双向直流转换电路1、2、3高压端Vin第一输入端H1第二输入端H2低压端Load正极L+负极L-Boost-Buck转换电路10开关电路20LLC谐振电路30控制电路4充电阶段P1死区阶段P2放电阶段P3第一全桥转换电路32谐振电路34第二全桥转换电路36第一晶体管Q1第二晶体管Q2电感L1开关晶体管Q3第一电容C1第三晶体管Q4第四晶体管Q5第五晶体管Q6第六晶体管Q7变压器T1第一线圈Lp第二线圈Ls第七晶体管Q8第八晶体管Q9第九晶体管Q10第十晶体管Q11第二电容C2第一辅助晶体管Q1a第二辅助晶体管Q2a第三辅助晶体管Q8a第四辅助晶体管Q9a第五辅助晶体管Q10a第六辅助晶体管Q11a如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的说明书和权利要求书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间没接间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况立即上述术语在本专利技术中的具体含义。下面结合附图对本专利技术双向直流转换电路的具体实施方式进行说明。请一并参阅图1，其为本专利技术一种实施方式的双向直流转换电路1的模块示意图。所述双向直流转换电路1可应用于并离网逆变器、独立光伏逆变器、不间断电源系统(UninterruptiblePowerSystem，UPS)等产品中，但并不限于此。所述双向直流转换电路1主要用于对电池充电或放电。所述双向直流转换电路1电性连接于高压端Vin和低压端Load。所述高压端Vin包括第一输入端H1和第二输入端H2。所述高压端Vin通过所述第一输入端H1和所述第二输入端H2之间的电压差提供输入电压。所述低压端Load包括正极L+以及负极L-。所述第一输入端H1为正向输入端，所述第二输入端H2为负向输入端。在本实施方式中，所述低压端Load可以为电池、蓄电池等储能元件。如图2所示所述双向直流转换电路1与控制电路2电性连接，并在所述控制电路2的控制下以预定周期依次重复工作在充电阶段P1、死区阶段P2以及放电阶段P3。所述死区阶段P2设置于所述充电阶段P1和所述放电阶段P3之间，是为了防止所述双向直流转换电路1中的元件被损坏。在所述充电阶段P1，所述双向直流转换电路1将所述输入电压进行升压后输出给所述低压端Load，以对所述低压端Load进行充电。在所述死区阶段P2，所述双向直流转换电路1工作在零电压和零电流状态。在所述放电阶段P3，所述双向直流转换电路1将所述低压端Load进行放电操作提供的输出电压进行升压后输出给所述高压端Vin的第一输入端H1和第二输入端H2，以实现所述低压端Load的放电操作。所述双向直流转换电路1包括Boost-Buck转换电路10、开关电路20以及LLC谐振电路30。在所述充电阶段P1，所述Boost-Buck转换电路10将所述输入电压进行降压并输出第一电压给所述LLC谐振电路30，所述LLC谐振电路30将所述第一电压进行再次降压后输出给所述低压端Load，以对所述低压端Load进行充电。在所述死区阶段P2，所述开关电路20断开所述Boost-Buck转换电路10和所述LLC谐振电路30之间的电性连接，使得所述Boost-Buck转换电路10和所述LLC谐振电路30处于软开关状态，以工作在零电压和零电流状态。在所述放电阶段P3，所述低压端Load进行放电并提供输出电压，并经过所述LLC谐振电路30升压后输出第二电压给所述Boost-Buck转换电路10，以实现所述低压端Load的放电操作，所述Boost-Buck转换电路10对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向直流转换电路，连接于高压端和低压端之间；所述双向直流转换电路以预定周期依次重复工作在充电阶段、死区阶段以及放电阶段；所述双向直流转换电路包括Boost‑Buck转换电路和LLC谐振电路；在所述充电阶段，所述Boost‑Buck转换电路将所述高压端提供的输入电压进行降压后输出第一电压，所述LLC谐振电路将所述第一电压进行降压和转换后对所述低压端进行充电；在所述放电阶段，所述低压端放电以提供输出电压给所述LLC谐振电路，所述LLC谐振电路将所述输出电压进行升压和转换后输出第二电压，所述Boost‑Buck转换电路对所述第二电压进行升压；其特征在于：所述双向直流转换电路包括第一全桥转换电路、谐振电路、第二全桥转换电路以及开关电路；所述开关电路用于在所述死区阶段时断开所述Boost‑Buck转换电路和所述第一全桥转换电路之间的电性连接，并在所述充电阶段和所述放电阶段建立所述Boost‑Buck转换电路和所述第一全桥转换电路之间的电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种双向直流转换电路，连接于高压端和低压端之间；所述双向直流转换电路以预定周期依次重复工作在充电阶段、死区阶段以及放电阶段；所述双向直流转换电路包括Boost-Buck转换电路和LLC谐振电路；在所述充电阶段，所述Boost-Buck转换电路将所述高压端提供的输入电压进行降压后输出第一电压，所述LLC谐振电路将所述第一电压进行降压和转换后对所述低压端进行充电；在所述放电阶段，所述低压端放电以提供输出电压给所述LLC谐振电路，所述LLC谐振电路将所述输出电压进行升压和转换后输出第二电压，所述Boost-Buck转换电路对所述第二电压进行升压；其特征在于：所述双向直流转换电路包括第一全桥转换电路、谐振电路、第二全桥转换电路以及开关电路；所述开关电路用于在所述死区阶段时断开所述Boost-Buck转换电路和所述第一全桥转换电路之间的电性连接，并在所述充电阶段和所述放电阶段建立所述Boost-Buck转换电路和所述第一全桥转换电路之间的电性连接。2.如权利要求1所述的双向直流转换电路，其特征在于：所述开关电路包括开关晶体管和第一电容；所述开关晶体管的栅极与控制电路电性连接，所述开关晶体管的源极通过所述Boost-Buck转换电路与所述高压端的第一输入端电性连接，所述开关晶体管的漏极通过所述第一电容与所述高压端的第二输入端电性连接。3.如权利要求2所述的双向直流转换电路，其特征在于：所述Boost-Buck转换电路包括电感、第一晶体管以及第二晶体管；所述第一晶体管的栅极和所述第二晶体管的栅极分别与所述控制电路电性连接；所述第一晶体管的源极与所述电感的第一端和所述第二晶体管的漏极电性连接，所述第一晶体管的漏极与所述高压端的第一输入端电性连接；所述第二晶体管的源极与所述高压端的第二输入端电性连接；所述电感的第二端与所述LLC谐振电路和所述开关电路电性连接。4.如权利要求3所述的双向直流转换电路，其特征在于：所述开关电路进一步包括第一辅助晶体管和第二辅助晶体管；所述第一辅助晶体管用于对流经所述第一晶体管的电流进行分流；所述第二辅助晶体管用于对流经所述第二晶体管的电流进行分流。5.如权利要求4所述的双向直流转换电路，其特征在于：所述第一辅助晶体管的栅极与所述第一晶体管的栅极电性连接，所述第一辅助晶体管的源极与所述第一晶体管的源极电性连接，所述第一辅助晶体管的漏极与所述第一晶体管的漏极电性连接；所述第二辅助晶体管的栅极与所述第二晶体管的栅极电性连接，所述第二辅助晶体管的源极与所述第二晶体管的源极电性连接，所述第二辅助晶体管的漏极与所述第二晶体管的漏极电性连接。6.如权利要求2所述的双向直流转换电路，其特征在于：所述第一全桥转换电路电性连接于所述Boost-Buck转换电路和所述谐振电路之间；所述谐振电路电性连接于所述第一全桥转换电路和所述第二全桥转换电路之间；所述第二全桥转换电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立品，张礼扬，李战功，谢春华，
申请(专利权)人：深圳市京泉华科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44