谐振设备制造技术

本申请实施例提供了一种谐振设备，包括：双向谐振单元，所述双向谐振单元包括：串联电路，所述串联电路包括第一电容和与所述第一电容串联连接的第一电感，所述串联电路的第一端与所述双向谐振单元的第一端连接，所述串联电路的第二端与所述双向谐振单元的第三端连接；所述双向谐振单元还包括：第二电感，所述第二电感的第一端与所述双向谐振单元的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述双向谐振单元的第二端连接；第三电感，所述第三电感的第一端与所述双向谐振单元的第三端连接，所述第三电感的第二端与所述双向谐振单元的第四端连接。本申请实施例的谐振设备，在正向工作模式和逆向工作模式下均能够实现升压功能，从而提高电路的利用率。

【技术实现步骤摘要】
谐振设备
本申请实施例涉及电子领域，并且更具体地，涉及一种谐振设备。
技术介绍
随着电池技术进步，电动机的广泛应用，电动汽车及电动产品的越来越多，开始普及我们的生活，而基本上无一例外的，这类的电动设备内都会有一个电池，小则为电池单体，大则如电动车的电池包，往往存储几度电量到几十度电量在里面。对电池包充电一般都离不开小功率的充电器或大功率的充电机，充电机最常用的功能就是将220V或380V交流电转换成电池包所需的直流电，再通过电池管理系统对电池包进行充电。但是，随着电池包的电量越来越大，电量达几十度电的时候，另一种新的应用需求就会产生，就是将电池包内的电量反向输出，将电池包的直流电反向变成我们平时使用的220V或380V交流电。现有的谐振设备能够实现能量的双向传送，但是受到拓扑结构的限制，仅正向工作模式能够实现升压功能，逆向工作模式无法实现升压功能。
技术实现思路
本申请实施例提供一种谐振设备，在正向工作模式和逆向工作模式下均能够实现升压功能。第一方面，提供了一种谐振设备，包括：双向谐振单元，所述双向谐振单元的第一端与所述谐振设备的正向输入电压源的正极连接，所述双向谐振单元的第二端与所述正向输入电压源的负极连接，所述双向谐振单元的第三端与第一负载的第一端连接，所述双向谐振单元的第四端与所述第一负载的第二端连接，或所述双向谐振单元的第一端与所述第一负载的第一端连接，所述双向谐振单元的第二端与所述第一负载的第二端连接，所述双向谐振单元的第三端与所述谐振设备的反向输入电压源的正极连接，所述双向谐振单元的第四端与所述反向输入电压源的负极连接；所述双向谐振单元包括：串联电路，所述串联电路包括第一电容(101)和与所述第一电容串联连接的第一电感(102)，所述串联电路的第一端与所述双向谐振单元的第一端连接，所述串联电路的第二端与所述双向谐振单元的第三端连接；所述双向谐振单元还包括：第二电感(103)，所述第二电感的第一端与所述双向谐振单元的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述双向谐振单元的第二端连接；第三电感(104)，所述第三电感的第一端与所述双向谐振单元的第三端连接，所述第三电感的第二端与所述双向谐振单元的第四端连接。具体地，双向谐振单元包括第一端、第二端、第三端以及第四端，当所述双向谐振单元的第一端和第二端为所述双向谐振单元的电压输入端时，所述双向谐振单元的第三端和第四端为所述双向谐振单元的电压输出端，当所述双向谐振单元的第三端和第四端为所述双向谐振单元的电压输入端时，所述双向谐振单元的第一端和第二端为所述双向谐振单元的电压输出端。因此，该双向谐振单元包括正向和反向两个工作模式。谐振设备对电压的升降取决于电压输入端输入的电压频率。假设电路的工作频率为Fs，第一电容和第一电感的串联谐振频率为F1，第一电容、第一电感和第三电感的串联谐振频率为F2，第一电容、第一电感和第二电感的串联谐振频率为F3，电路增益为G。在正向工作模式下，第二电感不参与谐振，当Fs≥F1时，电路处于降压模式，当F2≤Fs≤F1时，电路处于升压模式；在反向工作模式下，第三电感不参与谐振，当Fs≥F1时，电路处于降压模式，当F3≤Fs≤F1时，电路处于升压模式。本申请实施例的谐振设备，通过调整输入电压的频率，能够实现正向工作模式和逆向工作模式下的双向升压功能，从而提高电路的利用率。应理解，本申请实施例的谐振设备，可以为车载充电机，还可以为光伏发电机等其他设备，本申请实施例对此不作限定。在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述双向谐振单元还包括：第二电容(105)，所述第二电容的第一端与所述第二电感的第二端连接，所述第二电感的第二端通过所述第二电容与所述双向谐振单元的第二端连接。结合第一方面的上述可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述双向谐振单元还包括：第三电容(106)，所述第三电容的第一端与所述第三电感的第二端连接，所述第三电感的第二端通过所述第三电容与所述双向谐振单元的第四端连接。这样，在正向工作模式下，第一电容、第一电感、第三电容和第三电感参与谐振，第二电容和第二电感不参与谐振，只作提供励磁电流用；在反向工作模式下，第一电容、第一电感、第二电容和第二电感参与谐振，第三电容和第三电感不参与谐振，只作提供励磁电流用。本申请实施例的谐振设备，在实现正向工作模式和逆向工作模式下的双向升压功能的基础之上，还能够提高电路的升压能力，从而提高电路的效率和设计的灵活性。结合第一方面的上述可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述谐振设备还包括：隔离变压器，所述隔离变压器的第一端和第二端分别与所述正向输入电压源的正极和负极连接，所述隔离变压器的第三端和第四端分别与所述双向谐振单元的第一端和第二端连接，所述隔离变压器用于：将所述正向输入电压源的直流电压转换为交流电压，并输出至所述双向谐振单元。应理解，该隔离变压器可以为单绕组变压器，也可以为多绕组变压器，本申请实施例对此不作限定。该隔离变压器在拓扑中的位置可以在电路的输入位置，可以在电路的输出位置，也可以在双向谐振单元中间，本申请实施例对此也不作限定。结合第一方面的上述可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述隔离变压器为多绕组变压器，所述隔离变压器还包括：第五端和第六端，所述隔离变压器的第五端和第六端分别与第二负载的第一端和第二端连接；所述隔离变压器还用于：将所述正向输入电压源的直流电压转换为交流电压，并输出至所述第二负载。应理解，该多绕组变压器的第五端和第六端的电压由于只通过多绕组变压器获得，并没有通过双向谐振单元，因此不受频率的改变影响，只受多绕组变压器的变比和输入电压大小的影响。这样，无论正向反向，电压频率如何改变，只要保证输入多绕组变压器的电压大小一致，均可得到一个固定的辅助源电压，非常适合有此需求的应用场合。本申请实施例的谐振设备，在为隔离变压器加入辅助绕组后，更可省去辅助电源的设计，节省了成本。结合第一方面的上述可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述谐振设备还包括：第一频率调制FM生成单元和第一整流单元，其中，所述第一FM生成单元的第一端和第二端分别与所述正向输入电压源的正极和负极连接，所述第一FM生成单元的第三端和第四端分别与所述隔离变压器的第一端和第二端连接，所述双向谐振单元的第三端和第四端分别与所述第一整流单元的第一端和第二端连接，所述第一整流单元的第三端和第四端分别与所述第一负载的第一端和第二端连接，所述第一FM生成单元用于：将所述正向输入电压源的直流电压转换为直流脉冲电压，并输出至所述隔离变压器；所述第一整流单元用于：将所述双向谐振单元输出的交流电压转换成直流电压，并输出至所述第一负载。应理解，此部分单元一般由金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管，(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，MOSFET)组成，包括但不限于半桥MOSFET以及全桥MOSFET的接法。第一FM生成单元用于在正向输入时，将输入的直流电压通过50％占空比的开关方式，生成一个频率调制(frequencymodulation，FM)的直流脉冲波输入到双向谐振单元中。第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振设备，其特征在于，包括：双向谐振单元，所述双向谐振单元的第一端与所述谐振设备的正向输入电压源的正极连接，所述双向谐振单元的第二端与所述正向输入电压源的负极连接，所述双向谐振单元的第三端与第一负载的第一端连接，所述双向谐振单元的第四端与所述第一负载的第二端连接，或所述双向谐振单元的第一端与所述第一负载的第一端连接，所述双向谐振单元的第二端与所述第一负载的第二端连接，所述双向谐振单元的第三端与所述谐振设备的反向输入电压源的正极连接，所述双向谐振单元的第四端与所述反向输入电压源的负极连接；所述双向谐振单元包括：串联电路，所述串联电路包括第一电容(101)和与所述第一电容串联连接的第一电感(102)，所述串联电路的第一端与所述双向谐振单元的第一端连接，所述串联电路的第二端与所述双向谐振单元的第三端连接；所述双向谐振单元还包括：第二电感(103)，所述第二电感的第一端与所述双向谐振单元的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述双向谐振单元的第二端连接；第三电感(104)，所述第三电感的第一端与所述双向谐振单元的第三端连接，所述第三电感的第二端与所述双向谐振单元的第四端连接。

【技术特征摘要】
1.一种谐振设备，其特征在于，包括：双向谐振单元，所述双向谐振单元的第一端与所述谐振设备的正向输入电压源的正极连接，所述双向谐振单元的第二端与所述正向输入电压源的负极连接，所述双向谐振单元的第三端与第一负载的第一端连接，所述双向谐振单元的第四端与所述第一负载的第二端连接，或所述双向谐振单元的第一端与所述第一负载的第一端连接，所述双向谐振单元的第二端与所述第一负载的第二端连接，所述双向谐振单元的第三端与所述谐振设备的反向输入电压源的正极连接，所述双向谐振单元的第四端与所述反向输入电压源的负极连接；所述双向谐振单元包括：串联电路，所述串联电路包括第一电容(101)和与所述第一电容串联连接的第一电感(102)，所述串联电路的第一端与所述双向谐振单元的第一端连接，所述串联电路的第二端与所述双向谐振单元的第三端连接；所述双向谐振单元还包括：第二电感(103)，所述第二电感的第一端与所述双向谐振单元的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述双向谐振单元的第二端连接；第三电感(104)，所述第三电感的第一端与所述双向谐振单元的第三端连接，所述第三电感的第二端与所述双向谐振单元的第四端连接。2.根据权利要求1所述的谐振设备，其特征在于，所述双向谐振单元还包括：第二电容(105)，所述第二电容的第一端与所述第二电感的第二端连接，所述第二电感的第二端通过所述第二电容与所述双向谐振单元的第二端连接。3.根据权利要求1或2所述的谐振设备，其特征在于，所述双向谐振单元还包括：第三电容(106)，所述第三电容的第一端与所述第三电感的第二端连接，所述第三电感的第二端通过所述第三电容与所述双向谐振单元的第四端连接。4.根据权利要求1至3中任一项所述的谐振设备，其特征在于，所述谐振设备还包括：隔离变压器，所述隔离变压器的第一端和第二端分别与所述正向输入电压源的正极和负极连接，所述隔离变压器的第三端和第四端分别与所述双向谐振单元的第一端和第二端连接，所述隔离变压器用于：将所述正向输入电压源的直流电压转换为交流电压，并输出至所述双向谐振单元。5.根据权利要求4所述的谐振设备，其特征在于，所述隔离变压器为多绕组变压器，所述隔离变压器还包括：第五端和第六端，所述隔离变压器的第五端和第六端分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小秋，黄一平，卢成富，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44