双向隔离DC-DC变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双向隔离DC-DC变换器，其包括两个端口、两个电压和电流隔离采集单元、处理模块、两个滤波电路单元和双向功率变换模块。两个端口之一选择性地作为双向隔离DC-DC变换器的输入端，而另外一个作为输出端。两个电压和电流隔离采集单元分别连接两个端口以采集两个端口处的电压和电流并产生相应的反馈信号。处理模块接收两个电压和电流隔离采集单元所产生的反馈信号，并根据反馈信号而输出对应的控制信号。双向功率变换模块分别通过两个电压和电流隔离采集单元而连接两个端口以根据处理模块输出的控制信号而在两个端口之间执行不同电压之间的变换。本实用新型专利技术的双向隔离DC-DC变换器结构简洁，应用更广，实用性更强，抗干扰能力更强，可靠性更高。

【技术实现步骤摘要】
双向隔罔DC-DC变换器
本技术涉及一种电压转换装置，特别是涉及一种适用于新能源汽车及储能系统的双向隔离DC-DC变换器。
技术介绍
在新能源汽车和储能系统的高压电池组中，为了保证电池系统有足够的充放电能量，延长电池组的使用寿命，需要对高压电池组内串联的各个电池单体进行有效的均衡。现有的均衡技术中大多是通过电阻放电来实现被动放电均衡，这是一种单向能量消耗型的均衡方式，不仅均衡电流小(其对电池单体自身的一致性有较高的要求)，同时还会导致发热问题。目前，双向隔离的DC-DC变换器装置主要应用在太阳能储能控制系统、电动汽车电机驱动和能量回馈系统中，且其大多采用单片机或者DSP (Digital Signal Processor,数字信号处理器)控制器来实现控制，通过变压器隔离变压，从而实现双向的能量转移。中国专利CN201120283402.9公开了一种双向DC/DC变换器，包括电流检测电路、电压检测电路、控制器模块、脉宽调制电路和高频双变比变压器，其适用于充放电DC/DC变化相差较大的系统。但是，上述现有的双向DC/DC变换器的电路采用高变比和悬空绕组，其会引入较大的漏感和寄生参数，容易引发电磁兼容的问题。此外，上述双向DC/DC变换器采用多路换向开关，其结构和控制都比较复杂。中国专利CN201210488856.9公开了一种双向DC/DC变换器，包括功率变换单元、输入电压采样单元、输出电压采样单元、电流采样及处理单元、PWM控制单元和功能控制单元。但是上述双向DC/DC变换器仅仅适用于高压电池组内的电池单元进行充放电均衡，且其只能实现一侧的恒流，而不能实现双向的恒流。另外，在需求高变比时，上述双向DC/DC变换器需要采用两级升压的模式，容易引入电磁兼容的问题，且其结构和控制也比较复杂，在进行DC/DC变换时，高频信号容易对功能控制单元造成干扰，影响整个系统的可靠性。有鉴于此，有必要提供一种新的双向隔离DC-DC变换器以解决上述问题。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种新的双向隔离DC-DC变换器，其结构简洁，应用更广，实用性更强，抗干扰能力更强，可靠性更高。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是:提供一种双向隔离DC-DC变换器，其包括第一端口、第二端口、第一电压和电流隔离采集单元、第二电压和电流隔离采集单元、处理模块、第一滤波电路单元、第二滤波电路单元和双向功率变换模块。其中，所述第一端口和所述第二端口中的之一选择性地作为所述双向隔离DC-DC变换器的输入端，而二者中的另外一个对应地作为输出端。所述第一电压和电流隔离采集单元连接所述第一端口以采集所述第一端口处的电压和电流并产生相应的反馈信号。所述第二电压和电流隔离采集单元连接所述第二端口以采集所述第二端口处的电压和电流并产生相应的反馈信号。所述处理模块连接所述第一电压和电流隔离采集单元和所述第二电压和电流隔离采集单元，以接收所述第一电压和电流隔离采集单元和所述第二电压和电流隔离采集所产生的所述反馈信号，并根据所述反馈信号而输出对应的控制信号。所述第一滤波电路单元通过所述第一电压和电流隔离采集单元而连接至所述第一端口。所述第二滤波电路单元通过所述第二电压和电流隔离采集单元而连接至所述第二端口。所述双向功率变换模块连接所述处理模块，且通过所述第一滤波电路单元和所述第一电压和电流隔离采集单元而连接至所述第一端口，并通过所述第二滤波电路单元和所述第二电压和电流隔离采集单元而连接至所述第二端口，所述双向功率变换模块根据所述处理模块输出的所述控制信号而在所述第一端口与所述第二端口之间执行不同电压之间的变换。其中，所述的双向隔离DC-DC变换器进一步包括第一电磁干扰滤波器单元和第二电磁干扰滤波器单元。所述第一电磁干扰滤波器单元连接在所述第一端口与所述第一电压和电流隔离采集单元之间；所述第二电磁干扰滤波器单元连接在所述第二端口与所述第二电压和电流隔离采集单元之间。其中，所述双向功率变换模块包括变压器、第一开关组、第二开关组、第一控制开关、第一驱动单元、第一二极管、第二控制开关、第二驱动单元和第二二极管。所述变压器至少包括第一绕组对和第二绕组对，其中，所述第一绕组对包括对应的第一左侧绕组和第一右侧绕组，所述第二绕组对包括对应的第二左侧绕组和第二右侧绕组。所述第一开关组用于控制所述第一绕组对是否工作，其中，所述第一开关组包括对应的第一左路开关和第一右路开关，所述第一绕组对中的所述第一左侧绕组的一端通过所述第一左路开关而连接至所述第一滤波电路单元，而所述第一绕组对中的所述第一右侧绕组的一端通过所述第一右路开关而连接至所述第二滤波电路单元。所述第二开关组用于控制所述第二绕组对是否工作，其中，所述第二开关组包括对应的第二左路开关和第二右路开关，所述第二绕组对中的第二左侧绕组的一端通过所述第二左路开关而连接至所述第一滤波电路单元，而所述第二绕组对中的所述第二右侧绕组的一端通过所述第二右路开关而连接至所述第二滤波电路单元。所述第一控制开关包括第一通路端、第二通路端和控制端，其中，所述第一绕组对中的所述第一左侧绕组的另一端和所述第二绕组对中的所述第二左侧绕组的另一端分别连接至所述第一控制开关的所述第一通路端，所述第一控制开关的所述第二通路端接地。所述第一驱动单元连接所述第一控制开关的所述控制端以控制所述第一控制开关的所述第一通路端与所述第二通路端是否导通。所述第一二极管反向并联在所述第一控制开关的所述第一通路端与所述第二通路端之间。所述第二控制开关包括第一通路端、第二通路端和控制端，其中，所述第一绕组对中的所述第一右侧绕组的另一端和所述第二绕组对中的所述第二右侧绕组的另一端分别连接至所述第二控制开关的所述第一通路端，所述第二控制开关的所述第二通路端接地。所述第二驱动单元连接所述第二控制开关的所述控制端以控制所述第二控制开关的所述第一通路端与所述第二通路端是否导通。所述第二二极管反向并联在所述第二控制开关的所述第一通路端与所述第二通路端之间。其中，所述处理模块输出的控制信号包括第一对控制信号、第二对控制信号、第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号，所述第一开关组接收所述第一对控制信号以控制所述第一绕组对是否工作，所述第二开关组接收所述第二对控制信号以控制所述第二绕组对是否工作；所述第一驱动单元接收所述第一脉宽调制信号以根据所述第一脉宽调制信号而控制所述第一控制开关中的所述第一通路端与所述第二通路端是否导通，所述第二驱动单元接收所述第二脉宽调制信号以根据所述第二脉宽调制信号而控制所述第二控制开关中的所述第一通路端与所述第二通路端是否导通。其中，所述双向功率变换模块进一步包括第一吸收单元和第二吸收单元。所述第一吸收单元并联在所述第一控制开关的所述第一通路端与所述第二通路端之间；所述第二吸收单元并联在所述第二控制开关的所述第一通路端与所述第二通路端之间。其中，所述处理模块包括第一脉宽调制控制单元和第二脉宽调制控制单元。所述第一脉宽调制控制单元连接所述第二电压和电流隔离采集单元以接收所述第二电压和电流隔离采集单元所产生的所述反馈信号，并输出所述第一脉宽调制信号至所述第一驱动单元。所述第二脉宽调制控制单元连接所述第一电压和电流隔离采集单元以接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向隔离DC‑DC变换器，其特征在于，包括：第一端口；第二端口，其中，所述第一端口和所述第二端口中的之一选择性地作为所述双向隔离DC‑DC变换器的输入端，而二者中的另外一个对应地作为输出端；第一电压和电流隔离采集单元，连接所述第一端口并采集所述第一端口处的电压和电流并产生相应的反馈信号；第二电压和电流隔离采集单元，连接所述第二端口并采集所述第二端口处的电压和电流并产生相应的反馈信号；处理模块，连接所述第一电压和电流隔离采集单元和所述第二电压和电流隔离采集单元，接收所述第一电压和电流隔离采集单元和所述第二电压和电流隔离采集所产生的所述反馈信号，并根据接收的所述反馈信号而输出对应的控制信号；第一滤波电路单元，通过所述第一电压和电流隔离采集单元而连接至所述第一端口；第二滤波电路单元，通过所述第二电压和电流隔离采集单元而连接至所述第二端口；双向功率变换模块，连接所述处理模块，且通过所述第一滤波电路单元和所述第一电压和电流隔离采集单元而连接至所述第一端口，并通过所述第二滤波电路单元和所述第二电压和电流隔离采集单元而连接至所述第二端口，所述双向功率变换模块根据所述处理模块输出的所述控制信号而在所述第一端口与所述第二端口之间执行不同电压之间的变换。...

【技术特征摘要】
1.一种双向隔离DC-DC变换器，其特征在于，包括: 第一端口 ； 第二端口，其中，所述第一端口和所述第二端口中的之一选择性地作为所述双向隔离DC-DC变换器的输入端，而二者中的另外一个对应地作为输出端； 第一电压和电流隔离采集单元，连接所述第一端口并采集所述第一端口处的电压和电流并产生相应的反馈信号； 第二电压和电流隔离采集单元，连接所述第二端口并采集所述第二端口处的电压和电流并产生相应的反馈信号； 处理模块，连接所述第一电压和电流隔离采集单元和所述第二电压和电流隔离采集单元，接收所述第一电压和电流隔离采集单元和所述第二电压和电流隔离采集所产生的所述反馈信号，并根据接收的所述反馈信号而输出对应的控制信号；第一滤波电路单元，通过所述第一电压和电流隔离采集单元而连接至所述第一端口 ；第二滤波电路单元，通过所述第二电压和电流隔离采集单元而连接至所述第二端口 ；双向功率变换模块，连接所述处理模块，且通过所述第一滤波电路单元和所述第一电压和电流隔离采集单元而连接至所述第一端口，并通过所述第二滤波电路单元和所述第二电压和电流隔离采集单元而连接至所述第二端口，所述双向功率变换模块根据所述处理模块输出的所述控制信号而在所述第一端口与所述第二端口之间执行不同电压之间的变换。2.根据权利要求1所述的双向隔离DC-DC变换器，其特征在于，进一步包括: 第一电磁干扰滤波器单元，连接在所述第一端口与所述第一电压和电流隔离采集单元之间； 第二电磁干扰滤波器单元，连接在所述第二端口与所述第二电压和电流隔离采集单元之间。3.根据权利要求2所述的双向隔离DC-DC变换器，其特征在于，所述双向功率变换模块包括: 变压器，至少包括第一绕组对和第二绕组对，其中，所述第一绕组对包括对应的第一左侧绕组和第一右侧绕组，所述第二绕组对包括对应的第二左侧绕组和第二右侧绕组； 第一开关组，控制所述第一绕组对是否工作，其中，所述第一开关组包括对应的第一左路开关和第一右路开关，所述第一绕组对中的所述第一左侧绕组的一端通过所述第一左路开关而连接至所述第一滤波电路单元，而所述第一绕组对中的所述第一右侧绕组的一端通过所述第一右路开关而连接至所述第二滤波电路单元； 第二开关组，控制所述第二绕组对是否工作，其中，所述第二开关组包括对应的第二左路开关和第二右路开关，所述第二绕组对中的第二左侧绕组的一端通过所述第二左路开关而连接至所述第一滤波电路单元，而所述第二绕组对中的所述第二右侧绕组的一端通过所述第二右路开关而连接至所述第二滤波电路单元； 第一控制开关，包括第一通路端、第二通路端和控制端，其中，所述第一绕组对中的所述第一左侧绕组的另一端和所述第二绕组对中的所述第二左侧绕组的另一端分别连接至所述第一控制开关的所述第一通路端，所述第一控制开关的所述第二通路端接地； 第一驱动单元，连接所述第一控制开关的所述控制端并控制所述第一控制开关的所述第一通路端与所述第二通路端是否导通；第一二极管，反向并联在所述第一控制开关的所述第一通路端与所述第二通路端之间； 第二控制开关，包括第一通路端、第二通路端和控制端，其中，所述第一绕组对中的所述第一右侧绕组的另一端和所述第二绕组对中的所述第二右侧绕组的另一端分别连接至所述第二控制开关的所述第一通路端，所述第二控制开关的所述第二通路端接地； 第二驱动单元，连接所述第二控制开关的所述控制端并控制所述第二控制开关的所述第一通路端与所述第二通路端是否导通； 第二二极管，反向并联在所述第二控制开关的所述第一通路端与所述第二通路端之间； 其中，所述处理模块输出的控制信号包括第一对控制信号、第二对控制信号、第一脉宽调制信号和第二脉宽调制信号，所述第一开关组接收所述第一对控制信号以控制所述第一绕组对是否工作，所述第二开关组接收所述第二对控制信号以控制所述第二绕组对是否工作；所述第一驱动单元接收所述第一脉宽调制信号以根据所述第一脉宽调制信号而控制所述第一控制开关中的所述第一通路端与所述第二通路端是否导通，所述第二驱动单元接收所述第二脉宽调制信号以根据所述第二脉宽调制信号而控制所述第二控制开关中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林田生，
申请(专利权)人：东莞钜威新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44