多相交错双向直流变换器制造技术

一种多相交错双向直流变换器，包括：高压侧端口；与所述高压侧端口连接的第一保护电路；低压侧端口；与所述低压侧端口连接的第二保护电路；以及两路以上，并联在所述第一保护电路和所述第二保护电路之间的BDC变换器，其中，两路以上所述BDC变换器可根据负载控制其中一路或多路同时工作；通过设置多路并联的BDC变换器，在顺流降压工作模式和逆流升压工作模式共用一个电路，一机两用，减小了系统体积，减轻了系统重量，降低了系统成本。高压侧和低压侧的工作电压范围宽，适用于不同的应用场景。相位管理技术可以关掉一相或几相双向DC‑DC变换器，降低了空载或轻载的损耗，提升了系统的轻载效率。

Multiphase interlaced bidirectional DC converter

A multiphase error bidirectional DC converter, including: high voltage side port, a first protection circuit connected to the high voltage side port, a low voltage side port, a second protection circuit connected with the low voltage side port, and a BDC converter in parallel between the first protection circuit and the second protection circuit. Among them, the BDC converter described above can control one or more of the same work according to the load. By setting up a multiple parallel BDC converter, a circuit is shared between the downstream and the countercurrent boost mode. The system volume is reduced, the system weight is reduced, and the system is reduced by one machine and two uses. Ben. The working voltage range of the high voltage side and the low voltage side is wide, which is suitable for different application scenarios. Phase management technology can turn off one phase or several phase bidirectional DC DC converter, reduce the loss of no load or light load, and enhance the light load efficiency of the system.

【技术实现步骤摘要】
多相交错双向直流变换器
本技术属于直流变换
，尤其涉及一种多相交错双向直流变换器。
技术介绍
随着科技和社会的发展，电动汽车、光伏储能系统、双向直流UPS(UninterruptedPowerSupply，不间断电源)、航空电源系统等场合对双向DC-DC(直流变直流)变换器的需求逐渐增加。双向DC-DC(Bi-directionalDC-DCConverter，BDC)变换器是一种典型的“一机两用”设备，传统的单向DC-DC变换器通过升压、降压等方式将一种直流电压单向转换为另一种直流电压，只能将能量从一个方向传输到另一个方向，而双向DC-DC变换器是一种双象限运行设备，能够实现能量的双向传输：能量不仅可以从输入端流向输出端，也可以从输出端流回输入端。双向DC-DC变换器的应用可以大幅度减小系统的体积、减轻系统重量和降低系统成本，提高系统运行可靠性，具有重要的市场经济价值。目前，专利文献公开的(公开号CN104184323A)一种双向DC-DC变换电路存在：LLC谐振全桥左右两边完全对称，当输入侧与输出侧接同样电压的电池时，无法实现能量的双向可控传输；对于理想电压源电路方案并不是真正意义上的双向DC-DC变换器；因此，反而比传统的LLC电路增加了副边的谐振电感及谐振电容等功率器件，增加了额外的损耗，效率低。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多相交错双向直流变换器，旨在解决传统的双向DC-DC变换电路中存在的较高额外的损耗，效率低的问题。一种多相交错双向直流变换器，包括：高压侧端口；与所述高压侧端口连接的第一保护电路，所述第一保护电路用于EMI滤波、浪涌抑制和极性保护中至少一种；低压侧端口；与所述低压侧端口连接的第二保护电路，所述第二保护电路用于EMI滤波、浪涌抑制和反接保护中至少一种；以及两路或以上，并联在所述第一保护电路和所述第二保护电路之间的BDC变换器，其中，两路或以上的所述BDC变换器可根据负载控制其中一路或多路同时工作。进一步地，所述BDC变换器包括：预调节电路，与所述第一保护电路连接，用于对输出输入电压进行预调节；钳位电路，与所述预调节电路连接，用于提供所述BDC变换器中开关管的零电压开通条件，以及抑制电压尖峰；逆变/整流电路，与所述钳位电路连接，顺流降压工作时将直流电逆变成交流电，逆流升压工作时将交流电整流成直流电；隔离变压器，原边绕组与所述逆变/整流电路连接，具有谐振电感；以及整流/逆变电路，连接在所述隔离变压器的副边绕组和所述第二保护电路之间，顺流降压工作时将交流电整流成直流电，逆流升压工作时将直流电逆变成交流电。进一步地，所述逆变/整流电路为采用第一PWM信号控制的原边全桥，所述整流/逆变电路为采用第二PWM信号控制的副边全桥，所述第一PWM信号不同于所述第二PWM信号。进一步地，所述第二PWM信号为所述第一PWM信号的关联移相信号，所述第二PWM信号的调制相位与所述第一PWM信号之间呈线性关系。进一步地，在所述第二PWM信号中，所述副边全桥的超前臂的驱动信号上升沿与所述第一PWM信号的上升沿同步，所述副边全桥的滞后臂的驱动信号的下降沿与所述第一PWM信号的下降沿同步。进一步地，所述钳位电路包括第一开关管和钳位电容，所述第一开关管和所述钳位电容串接在所述预调节电路的正负输出端之间。进一步地，所述第一开关管的开关频率约为所述原边全桥的开关频率两倍，所述原边全桥的开关频率和所述副边全桥的开关频率相同。进一步地，所述预调节电路为非隔离单相或多相交错的电压调节电路。进一步地，所述电压调节电路在所述BDC变换器顺流降压工作时为降压电路，在所述BDC变换器逆流升压工作时为升压电路。进一步地，所述逆变/整流电路为推挽电路或倍流电路，所述整流/逆变电路为全波电路。上述的变换器通过设置多路并联的BDC变换器，在顺流降压工作模式和逆流升压工作模式共用一个电路，一机两用，减小了系统体积，减轻了系统重量，降低了系统成本。高压侧和低压侧的工作电压范围宽，适用于不同的应用场景。相位管理技术可以关掉一相或几相双向DC-DC变换器，降低了空载或轻载的损耗，提升了系统的轻载效率。实现超大功率单模块设计，高压侧和低压侧共用保护电路等，节约成本和空间。附图说明图1为本技术较佳实施例提供的多相交错双向直流变换器的结构示意图；图2为图1所示的多相交错双向直流变换器电路中BDC变换器的结构示意图；图3为图1所示的多相交错双向直流变换器电路中BDC变换器的示例电路原理图；图4为图3所示的BDC变换器工作在顺流降压模式时各个开关管的驱动信号基本驱动时序关系图；图5为图3所示的BDC变换器工作在顺流降压模式下未加有源钳位电路时各节点电压电流仿真波形；图6为图3所示的BDC变换器工作在顺流降压模式下增加有源钳位电路后各节点电压电流仿真波形；图7为图3所示的BDC变换器工作在逆流升压工作模式下原边全桥的零电压关断仿真波形；图8为图1所示的多相交错双向直流变换器顺流降压模式下两相交错并联与单相工作低压侧输出电流对比；图9为图1所示的多相交错双向直流变换器逆流升压模式下两相交错并联与单相工作高压侧输出电流对比。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请参阅图1，本技术较佳实施例中的多相交错双向直流变换器包括：高压侧端口20、与所述高压侧端口20连接的第一保护电路30、低压侧端口50、与所述低压侧端口50连接的第二保护电路40；以及两路(相)或以上的BDC变换器10，其中，两路或以上的所述BDC变换器10并联在所述第一保护电路30和所述第二保护电路40之间的，可根据负载控制其中一路或多路同时工作。第一保护电路30包括高压侧EMI(ElectromagneticInterference，电磁干扰)滤波电路、浪涌抑制电路和极性保护电路中的至少一个，第二保护电路40包括低压侧EMI滤波电路、浪涌抑制电路和反接保护电路中的至少一个。利用相位管理技术，在不同的负载情况下，可以关掉一相或多相BDC变换器10，从而降低功率损耗，并提升系统效率。在一相BDC变换器10工作的情况下，实现最低的待机功耗和空载损耗。请参阅图2，每个BDC变换器10包括：预调节电路101、钳位电路102、逆变/整流电路103、隔离变压器104及整流/逆变电路105。预调节电路101与所述第一保护电路30连接，用于对输出输入电压进行预调节；钳位电路102与所述预调节电路连接，用于提供所述BDC变换器10中开关管的零电压开通条件，以及抑制电压尖峰；逆变/整流电路103与钳位电路102连接，BDC变换器10顺流降压工作时逆变/整流电路103将直流电逆变成交流电，BDC变换器10逆流升压工作时逆变/整流电路103将交流电整流成直流电；隔离变压器104的原边绕组与所述逆变/整流电路103连接，具有谐振电感Lr；整流/逆变电路105连接在所述隔离变压器104的副边绕组和所述第二保护电路40之间，BDC变换器10顺流降压工作时整流/逆变电路105将交流电整流成直流电，BDC变换器10逆流升压工作时整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多相交错双向直流变换器，其特征在于，包括：高压侧端口；与所述高压侧端口连接的第一保护电路，所述第一保护电路用于EMI滤波、浪涌抑制和极性保护中至少一种；低压侧端口；与所述低压侧端口连接的第二保护电路，所述第二保护电路用于EMI滤波、浪涌抑制和反接保护中至少一种；以及两路或以上，并联在所述第一保护电路和所述第二保护电路之间的BDC变换器，其中，两路或以上的所述BDC变换器可根据负载控制其中一路或多路同时工作。

【技术特征摘要】
1.一种多相交错双向直流变换器，其特征在于，包括：高压侧端口；与所述高压侧端口连接的第一保护电路，所述第一保护电路用于EMI滤波、浪涌抑制和极性保护中至少一种；低压侧端口；与所述低压侧端口连接的第二保护电路，所述第二保护电路用于EMI滤波、浪涌抑制和反接保护中至少一种；以及两路或以上，并联在所述第一保护电路和所述第二保护电路之间的BDC变换器，其中，两路或以上的所述BDC变换器可根据负载控制其中一路或多路同时工作。2.如权利要求1所述的多相交错双向直流变换器，其特征在于，所述BDC变换器包括：预调节电路，与所述第一保护电路连接，用于对输出输入电压进行预调节；钳位电路，与所述预调节电路连接，用于提供所述BDC变换器中开关管的零电压开通条件，以及抑制电压尖峰；逆变/整流电路，与所述钳位电路连接，顺流降压工作时将直流电逆变成交流电，逆流升压工作时将交流电整流成直流电；隔离变压器，原边绕组与所述逆变/整流电路连接，具有谐振电感；以及整流/逆变电路，连接在所述隔离变压器的副边绕组和所述第二保护电路之间，顺流降压工作时将交流电整流成直流电，逆流升压工作时将直流电逆变成交流电。3.如权利要求2所述的多相交错双向直流变换器，其特征在于，所述逆变/整流电路为采用第一PWM信号控制的原边全桥，所述整流/逆变电路为采用第二PWM信号控制的副边全桥，所述第一PWM信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟小芬，
申请(专利权)人：钛白金科技深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44