一种可自由换向双向DC/DC变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可自由换向双向DC/DC变换器，变换器包括高压滤波单元、全桥推挽高频隔离变换单元、滤波储能单元、低压滤波单元和数字控制系统；高压滤波单元稳定高压直流电压；全桥推挽高频隔离变换单元实现变换器的高频隔离双向功率传输；滤波储能单元变换器正向降压工作时减小低压输出电流纹波、变换器反向升压工作时充当升压电感储能工作；低压滤波单元滤除高频纹波电流以减小低压侧电压纹波；数字控制系统实现变换器双向功率传输及自由换向运行的功能；控制方法包括采样、调理滤波、模/数转换、数字滤波、更新电压控制信号、更新电流控制信号、数字PWM调制、功率放大PWM信号；本实用新型专利技术的变换器可双向自由换向。

A free commutation bidirectional DC/DC converter

The utility model discloses a free commutation bidirectional DC/DC converter, which includes the high voltage filter unit, the full bridge push-pull high frequency isolation transform unit, the filter energy storage unit, the low voltage filter unit and the digital control system, the high voltage filter unit stabilizes the high voltage DC voltage, and the whole bridge push-pull high frequency isolation transform unit realizes the transformation. The high frequency isolating bidirectional power transmission of the device; the filter energy storage unit converter reduces the low voltage output current ripple and the converter reverse boost when it is down to the depressurization work. The low voltage filter unit filters the high frequency ripple current to reduce the voltage ripple in the low voltage side, and the digital control system realizes the two-way converter. The functions of power transmission and free commutation operation include sampling, conditioning filtering, mode / number conversion, digital filtering, update voltage control signal, update current control signal, digital PWM modulation, power amplifying PWM signal, and the utility model converter can change direction from the direction to direction.

【技术实现步骤摘要】
一种可自由换向双向DC/DC变换器
本技术属于电力电子应用
，特别是一种可自由换向双向DC/DC变换器。
技术介绍
双向DC/DC变换技术是指应用功率半导体器件，在保持变换器两端的直流电压极性不变的情况下，能够根据需要实现调节能量双向传输的直流到直流变换的技术。其广泛地应用于航空航天、电动汽车能源系统，直流微电网系统等新能源
中。双向DC/DC变换器具有实现同步整流的硬件条件，还具有体积小、效率高、总器件数目少等优点。基于全桥推挽结构的一种全桥推挽双向DC/DC变换器，高压侧采用电压型全桥结构，低压侧采用电流型推挽结构，拓扑结构简单、控制简单可靠，特别适用于高压-低压大电流变换的应用场合，在电池化成、直流微电网等新能源
都有广泛应用。随着新能源技术的发展与应用，全桥推挽双向DC/DC变换技术在新能源中的应用也越来越多。全桥推挽双向DC/DC变换器虽然特别适用于高压-低压大电流的应用场合，但变换器在反向升压工作模式中，若由于保护电路触发而关闭功率开关管，则升压储能电感中的能量将释放在功率开关上，缩短功率开关的寿命，严重时将彻底损坏功率开关管。全桥推挽双向DC//DC变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可自由换向双向DC/DC变换器，其特征在于，包括高压滤波单元(1)、全桥推挽高频隔离变换单元(2)、滤波储能单元(3)、低压滤波单元(4)和数字控制系统(5)；所述高压滤波单元(1)用以稳定高压直流电压，当变换器正向运行时减小从外部直流高压母线源注入的高压电压的纹波，反向运行时减小从全桥推挽高频隔离变换单元(2)注入的高压电压的纹波；所述全桥推挽高频隔离变换单元(2)用以通过功率开关管和高频隔离式变压器实现变换器的高频隔离双向功率传输，变换器正向工作时将高压侧能量传输至低压侧，反向工作时将低压侧能量传输至高压侧；所述滤波储能单元(3)用以变换器正向降压工作时减小低压输出电流纹波、变换器反向...

【技术特征摘要】
1.一种可自由换向双向DC/DC变换器，其特征在于，包括高压滤波单元(1)、全桥推挽高频隔离变换单元(2)、滤波储能单元(3)、低压滤波单元(4)和数字控制系统(5)；所述高压滤波单元(1)用以稳定高压直流电压，当变换器正向运行时减小从外部直流高压母线源注入的高压电压的纹波，反向运行时减小从全桥推挽高频隔离变换单元(2)注入的高压电压的纹波；所述全桥推挽高频隔离变换单元(2)用以通过功率开关管和高频隔离式变压器实现变换器的高频隔离双向功率传输，变换器正向工作时将高压侧能量传输至低压侧，反向工作时将低压侧能量传输至高压侧；所述滤波储能单元(3)用以变换器正向降压工作时减小低压输出电流纹波、变换器反向升压工作时充当升压电感储能工作，当电路反向运行发生保护时，滤波储能单元(3)等价于一个反激结构的电路，用于保护全桥推挽高频隔离变换单元(2)中的元件；所述低压滤波单元(4)用以配合滤波储能单元(3)工作，滤除高频纹波电流以减小低压侧电压纹波；所述数字控制系统(5)用以实时检测、处理低压侧端口的电压、电流信息，根据电压、电流信息处理更新控制信号的数据，得到新的控制全桥推挽高频隔离变换单元(2)的控制信号，实现变换器双向功率传输及自由换向运行的功能。2.如权利要求1所述的一种可自由换向双向DC/DC变换器，其特征在于，所述高压滤波单元(1)包括第一电解电容Ci或滤波器，第一电解电容Ci或滤波器的正极连接全桥推挽高频隔离变换单元(2)中第一功率开关管S1的漏极，第一电解电容Ci或滤波器的负极连接全桥推挽高频隔离变换单元(2)中第三功率开关管S3的源极。3.如权利要求1所述的一种可自由换向双向DC/DC变换器，其特征在于，所述全桥推挽高频隔离变换单元(2)包括第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4、第五功率开关管S5、第六功率开关管S6、高频隔离式变压器T；所述高频隔离式变压器T包括第一原边绕组N1，第一副边绕组N2、第二副边绕组N3；所述第一功率开关管S1的漏极与高压滤波单元(1)的正极相连接，第一功率开关管S1的源极与第三功率开关管S3的漏极相连接，第三功率开关管S3的源极与第一电解电容Ci的负极相连接，第二功率开关管S2的漏极与第一功率开关管S1的漏极相连接，第二功率开关管S2的源极与第四功率开关管S4的漏极相连接，第四功率开关管S4的源极与第三功率开关管S3的源极相连接；所述第一原边绕组N1的同名端与第一功率开关管S1的源极相连接，第一原边绕组N1的非同名端...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶兆俊，李磊，高扬，龚坤山，严潇，郭伟，管月，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32