一种双向直流变换器制造技术

本申请公开了一种双向直流变换器，包括：全桥电路、电感器和第一全控型器件，全桥电路包括第一半桥和第二半桥，第一半桥包括第二全控型器件和第三全控型器件，第二半桥包括第四全控型器件和第五全控型器件；电感器的第一端与第一半桥的中点连接，电感器的第二端与第二半桥的中点连接，电感器的第三端与第一全控型器件的输入端连接，第一全控型器件的输出端与第三全控型器件和第五全控型器件的输出端相连。可见，本发明专利技术利用全桥电路、电感器和第一全控型器件，使得电路能够实现在六种双向工作模式间自由切换，增加了双向直流变换器的工作模式，同时提高了电压调节的宽度。

【技术实现步骤摘要】
一种双向直流变换器
本专利技术涉及直流变换电路领域，特别涉及一种双向直流变换器。
技术介绍
降压、升压和降压-升压是三种最基本的电力电子直流功率变换器。随着动力电池和超级电容等储能装置的普及，双向电力电子功率变换器的收受到了广泛的关注和应用。最简单的双向变换器方案是将上述三种变换器中的续流二极管用全控型半导体开关代替。但是这种方案实现的双向变换器运行模式单一，很难满足电压宽范围变化时的应用需求。现有技术中，利用一个电感器和一个全桥结构可以实现同一变换器在双向降压、升压和降压-升压三种运行模式间自由切换，如图1所示。但这种结构的电压传输比也仅限于d，d/(1-d)和1/(1-d)，其中，d为开关导通占空比。因此，为了满足更宽范围的电压调节和同一变换器可以在更多的模式间自由切换，更灵活的双向多模式直流变换器结构有待继续研究。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种双向直流变换器，以提供多种工作模式和更宽的电压调节范围。其具体方案如下：一种双向直流变换器，包括：全桥电路、电感器和第一全控型器件，所述全桥电路包括第一半桥和第二半桥，所述第一半桥包括第二全控型器件和第三全控型器件，所述第二半桥包括第四全控型器件和第五全控型器件；其中，所述第二全控型器件与所述第三全控型器件串联，所述第四全控型器件与所述第五全控型器件串联，所述第三全控型器件和所述第五全控型器件的输出端相连，所述电感器的第一端与所述第一半桥的中点连接，所述电感器的第二端与所述第二半桥的中点连接，所述电感器的第三端与所述第一全控型器件的输入端连接，所述第一全控型器件的输出端与所述第三全控型器件和所述第五全控型器件的输出端相连，所述第一全控型器件、所述第二全控型器件、所述第三全控型器件、所述第四全控型器件和所述第五全控型器件的控制端均与控制电路连接；其中，所述电感器为绕组具有相同绕制方向的电感器。优选的，全控型器件为N沟道电力场效应晶体管，N沟道电力场效应晶体管的栅极作为全控型器件的控制端，N沟道电力场效应晶体管的漏极作为全控型器件的输入端，N沟道电力场效应晶体管的源极作为全控型器件的输出端。优选的，全控型器件为P沟道电力场效应晶体管，P沟道电力场效应晶体管的栅极作为全控型器件的控制端，P沟道电力场效应晶体管的源极作为全控型器件的输入端，P沟道电力场效应晶体管的漏极作为全控型器件的输出端。优选的，全控型器件为绝缘栅双极型晶体管，绝缘栅双极型晶体管的门极作为全控型器件的控制端，绝缘栅双极型晶体管的集电极作为全控型器件的输入端，绝缘栅双极型晶体管的发射极作为全控型器件的输出端。优选的，所述电感器包括：抽头电感器器或耦合电感器；其中，所述耦合电感器为顺接。优选的，还包括：第一滤波电容与所述第一半桥并联，第二滤波电容与所述第二半桥并联。本专利技术中，双向直流变换器，包括：全桥电路、电感器和第一全控型器件，全桥电路包括第一半桥和第二半桥，第一半桥包括第二全控型器件和第三全控型器件，第二半桥包括第四全控型器件和第五全控型器件；其中，第二全控型器件与第三全控型器件串联，第四全控型器件与第五全控型器件串联，第三全控型器件和第五全控型器件的输出端相连，电感器的第一端与第一半桥的中点连接，电感器的第二端与第二半桥的中点连接，电感器的第三端与第一全控型器件的输入端连接，第一全控型器件的输出端与第三全控型器件和第五全控型器件的输出端相连，第一全控型器件、第二全控型器件、第三全控型器件、第四全控型器件和第五全控型器件的控制端均与控制电路连接；其中，电感器为绕组具有相同绕制方向的电感器。可见，本专利技术利用全桥电路、电感器和第一全控型器件，将电感器的第一端与第一半桥的中点连接，电感器的第二端与第二半桥的中点连接，电感器第三端与第一全控型器件连接，第一全控型器件的输出端与第三全控型器件和第五全控型器件的输出端相连，使得电路能够实现在六种双向工作模式间自由切换，增加了双向直流变换器的工作模式，同时提高了电压调节的宽度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术公开的一种双向直流变换器结构示意图；图2为本专利技术实施例提供公开的一种双向直流变换器结构示意图；图3为本专利技术实施例提供公开的一种双向直流变换器控制信号示意图；图4为本专利技术实施例提供公开的另一种双向直流变换器控制信号示意图；图5为本专利技术实施例提供公开的另一种双向直流变换器控制信号示意图；图6为本专利技术实施例提供公开的另一种双向直流变换器控制信号示意图；图7为本专利技术实施例提供公开的另一种双向直流变换器控制信号示意图；图8为本专利技术实施例提供公开的另一种双向直流变换器控制信号示意图；图9为本专利技术实施例提供公开的另一种双向直流变换器结构示意图。具体实施方式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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种双向直流变换器，参见图2所示，该变换器包括：全桥电路、电感器L和第一全控型器件S1；其中，全桥电路包括第一半桥11和第二半桥12，第一半桥11包括第二全控型器件S2和第三全控型器件S3，第二半桥12包括第四全控型器件S4和第五全控型器件S5；其中，第二全控型器件S2与第三全控型器件S3串联，即，第二全控型器件S2的输出端与第三全控型器件S3的输入端相连，第四全控型器件S4与第五全控型器件S5串联，即，第四全控型器件S4的输出端与第五全控型器件S5的输入端相连，第三全控型器件S3和第五全控型器件S5分别作为第一半桥11和第二半桥12的下桥臂具有公共连接点，即，第三全控型器件S3和第五全控型器件S5的输出端相连。电感器L的第一端与第一半桥11的中点连接，即，电感器L的第一端连接在第二全控型器件S2的输出端和第三全控型器件S3的输入端之间，电感器L的第二端与第二半桥12的中点连接，即电感器L的第二端连接在第四全控型器件S4的输出端和第五全控型器件S5的输入端之间，电感器L的第三端与第一全控型器件S1的输入端连接，第一全控型器件S1的输出端与第三全控型器件S3和第五全控型器件S5的输出端相连。进一步的，第一全控型器件S1、第二全控型器件S2、第三全控型器件S3、第四全控型器件S4和第五全控型器件S5的控制端均与控制电路连接。可以理解的是，由于电感器L的第三端与第一全控型器件S1的输入端连接，所以电感器L的线圈被分为了两部分，第一绕组n1和第二绕组n2，第一绕组n1为电感器L第一端到与第一全控型器件S1的输入端相连部位之间，第二绕组n2为电感器L第二端到与第一全控型器件S1的输入端相连部位之间，且第一绕组n1和第二绕组n2具有相同的铁芯或磁芯，同时，上述电感器L为绕组具有相同绕制方向的电感器L，即，第一绕组n1和第二绕组n2的绕制方向相同。需要说明的是，利用上述双向直流变换器可以在6种双本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向直流变换器，其特征在于，包括：全桥电路、电感器和第一全控型器件，所述全桥电路包括第一半桥和第二半桥，所述第一半桥包括第二全控型器件和第三全控型器件，所述第二半桥包括第四全控型器件和第五全控型器件；其中，所述第二全控型器件与所述第三全控型器件串联，所述第四全控型器件与所述第五全控型器件串联，所述第三全控型器件和所述第五全控型器件的输出端相连，所述电感器的第一端与所述第一半桥的中点连接，所述电感器的第二端与所述第二半桥的中点连接，所述电感器的第三端与所述第一全控型器件的输入端连接，所述第一全控型器件的输出端与所述第三全控型器件和所述第五全控型器件的输出端相连，所述第一全控型器件、所述第二全控型器件、所述第三全控型器件、所述第四全控型器件和所述第五全控型器件的控制端均与控制电路连接；其中，所述电感器为绕组具有相同绕制方向的电感器。

【技术特征摘要】
1.一种双向直流变换器，其特征在于，包括：全桥电路、电感器和第一全控型器件，所述全桥电路包括第一半桥和第二半桥，所述第一半桥包括第二全控型器件和第三全控型器件，所述第二半桥包括第四全控型器件和第五全控型器件；其中，所述第二全控型器件与所述第三全控型器件串联，所述第四全控型器件与所述第五全控型器件串联，所述第三全控型器件和所述第五全控型器件的输出端相连，所述电感器的第一端与所述第一半桥的中点连接，所述电感器的第二端与所述第二半桥的中点连接，所述电感器的第三端与所述第一全控型器件的输入端连接，所述第一全控型器件的输出端与所述第三全控型器件和所述第五全控型器件的输出端相连，所述第一全控型器件、所述第二全控型器件、所述第三全控型器件、所述第四全控型器件和所述第五全控型器件的控制端均与控制电路连接；其中，所述电感器为绕组具有相同绕制方向的电感器。2.根据权利要求1所述的双向直流变换器，其特征在于，全控型器件为N沟道电力场效应晶体管，N沟道电力场效应晶体管的栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶远茂，陈思哲，章云，张桂东，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44