一种非隔离型双向变换电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种非隔离型双向变换电路，包括第一至第二等效直流电源端、第一至第二等效电容、第一至第二等效电感、第一至第二同步开关组、驱动电路和控制电路，第一同步开关组包括第一、第四开关管，第一开关管连接在第二等效电感的第二端和第一等效直流电源端的正极之间，第四开关管连接在第一等效直流电源端的负极和第一等效电感的第二端之间；第二同步开关组包括第二、第三开关管，第二开关管连接在第一等效电感的第二端和第二等效直流电源端的正极之间，第三开关管连接在第二等效直流电源端的负极和第二等效电感的第二端之间。本实用新型专利技术解决了大比差的输入电压和输出电压的转换难题。

A non isolated bidirectional converter circuit

The utility model discloses a non-isolated bidirectional conversion circuit, which comprises a first-to-second equivalent DC power supply terminal, a first-to-second equivalent capacitor, a first-to-second equivalent inductance, a first-to-second synchronous switching group, a driving circuit and a control circuit. The first synchronous switching group comprises a first, a fourth switching tube and a first switch. The transistor is connected between the second end of the second equivalent inductance and the positive end of the first equivalent DC power supply. The fourth switch is connected between the negative end of the first equivalent DC power supply and the second end of the first equivalent inductance. The second synchronous switch group comprises the second and the third switch tubes, and the second switch tube is connected to the second of the first equivalent inductance. The third switch tube is connected between the negative electrode of the second equivalent DC power supply terminal and the second equivalent inductance of the second equivalent DC power supply terminal. The utility model solves the conversion problem of input voltage and output voltage of large ratio difference.

【技术实现步骤摘要】
一种非隔离型双向变换电路
本技术涉及变换电路
，尤其涉及一种非隔离型双向变换电路。
技术介绍
随着储能等产业的迅速发展，电池等类似产品的应用越来越多，因此电路中需要双向变换，如果没有电气隔离需求时，最常见的就是使用buck(boost)电路，如图1所示，该电路的固有特性就是V1＝V2*D或者V2＝V1*1/(1-D)，当V1、V2相差倍数较大时，占空比D要么极小，要么极大；在这种情况下，其增益并非线性关系，因此并不能实现前述的理想等式关系；同时电路损耗极大，因此亟需设计能够扩大增益(或者倍数关系)的电路。针对上述问题，现有技术中有将图1中的电感改为相互耦合的两个线圈的电感(或者称之为变压器)，如图2所示，增加一个耦合线圈T1-2后，通过导通和续流时候路径的变化，使得电感线圈的匝比变化，从而可以改变对应的电感的磁恢复斜率，或者说改变增益，具体原理因为公知就不在此详细叙述；相比图1中电路的方案，在同样的导通时间上，可以改变升压(或者降压)比例，在某种程度上解决了图1中电路存在的增益问题，但是随之却会出现另外一个公知的问题，电路中的开关管应力相比常规的图1电路会高1倍以上，如由低压端V1升为高压端V2时，Q4导通，而耦合线圈T1-2悬空，由于耦合线圈必定会有漏感存在，且相比常规的多线圈耦合纯变压器的漏感更大；这就意味着，切换瞬间漏感会产生很大的电压尖峰，同时该线圈T1-2与耦合线圈T1-1产生的固定耦合电压V1与V2形成串联，会使第二开关管Q2的电压应力增大，此外在第二开关管Q2关断或者第四开关管Q4导通(或关断)瞬间，漏感同样会在第二开关管Q2产生较高的振荡电压尖峰；因此，在实际使用过程中，需要选择相比图1中电路的开关管的应力余量的两倍以上的开关管，从而导致不经济或者难以选型。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本技术的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提出一种非隔离型双向变换电路，能够解决大比差的输入电压和输出电压的转换难题，且开关管只需选电压应力与电路端电压相差不多的等级，勿需选用应力余量较大的等级。为了达到上述目的，本技术采用以下技术方案：本技术的一种实施例公开了一种非隔离型双向变换电路，包括第一至第二等效直流电源端、第一至第二等效电容、第一至第二等效电感、第一至第二同步开关组、驱动电路以及与所述驱动电路连接的控制电路，其中：所述第一等效电容的两端分别连接在所述第一等效直流电源端的正极和负极上，所述第二等效电容的两端分别连接在所述第二等效直流电源端的正极和负极上，所述第一等效电感的第一端与所述第一等效直流电源端的正极相连，所述第二等效电感的第一端与所述第一等效直流电源端的负极相连；所述第一同步开关组包括第一开关管和第四开关管，所述第一开关管的源极连接至所述第二等效电感的第二端，漏极连接至所述第一等效直流电源端的正极；所述第四开关管的源极连接至所述第一等效直流电源端的负极，漏极连接至所述第一等效电感的第二端；所述第二同步开关组包括第二开关管和第三开关管，所述第二开关管的源极连接至所述第一等效电感的第二端，漏极连接至所述第二等效直流电源端的正极；所述第三开关管的源极连接至所述第二等效直流电源端的负极，漏极连接至所述第二等效电感的第二端。优选地，所述第一至第二等效电容分别包括一个电容或者多个相互串联的电容。优选地，所述第一至第二等效电感分别包括一个电感或多个相互串联的电感。优选地，所述第一等效电感和所述第二等效电感是相互分离的两个等效电感。优选地，所述第一等效电感和所述第二等效电感是可等效为相互耦合的两个线圈的电感或者是变压器。优选地，所述第一至第四开关管分别是带有反并二极管的开关管、或者是不带有反并二极管的开关管。优选地，还包括第五开关管和/或第六开关管，其中所述第五开关管的源极连接至所述第一等效电感的第一端，漏极连接至所述第一等效直流电源端的正极；所述第六开关管的源极连接至所述第一等效直流电源端的负极，漏极连接至所述第二等效电感的第一端。优选地，所述第五至第六开关管分别是带有反并二极管的开关管、或者是不带有反并二极管的开关管。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术的非隔离型双向变换电路，在降压转换工作时，储能阶段两个等效电感相互串联以使得储能时间能够变长，而在释能阶段两个等效电感相互并联以使得放电时间变短，从而使得降压衰减减小，开通时间可以加长，电流的纹波相对会更小；而在升压转换工作时，储能阶段两个等效电感相互并联以使得储能时间变短，而在释能阶段两个等效电感相互串联以使得放电时间变长，从而使得升压增益提升，在获得同样电压的情况下，开通时间可以缩短；进一步保证了磁性原件的伏秒平衡范围更大，解决了大比差的输入电压和输出电压的转换难题；同时因为在前述变换中，电感无论是储能还是释能，其两端均会被电路中的开关管连接至电容因此被箝位，且不会出现常规改进型方案中的连接开关管的绕组在某工作状态下可能悬空而导致该线圈的漏感进一步引起高压尖峰现象，因此本技术的电路中的开关管勿需较大电压余量，选用较小应力余量即可，从而解决了不经济以及难以选型的问题。在进一步的方案中，在第一等效直流电源端的正极或负极增加设置第五开关管或第六开关管，还能进一步地具备四象限工作能力；进一步地，在第一等效直流电源端的正极设置第五开关管且在负极处设置第六开关管，除了兼具四象限工作能力以外，还能够获得更加丰富和灵活的升压比和降压比，即综合了传统的升降压电路的功能，也兼具了高增益和低降压系数的功能。附图说明图1是现有技术的常见的buck(boost)电路的示意图；图2时现有技术常见的针对图1的电路的改进电路的示意图；图3是本技术实施例一的非隔离型双向变换电路的示意图；图4a是图3中的电路从V2向V1做降压工作时的储能阶段的示意图；图4b是图3中的电路从V2向V1做降压工作时的释能阶段的示意图；图5a是图3中的电路从V1向V2做升压工作时的储能阶段的示意图；图5b是图3中的电路从V1向V2做升压工作时的释能阶段的示意图；图6是本技术实施例二的非隔离型双向变换电路的示意图；图7是本技术实施例三的非隔离型双向变换电路的示意图；图8a是图7中的电路从V1向V2做降压工作时的储能阶段的示意图；图8b是图7中的电路从V1向V2做降压工作时的释能阶段的示意图；图9a是图7中的电路从V2向V1做升压工作时的储能阶段的示意图；图9b是图7中的电路从V2向V1做升压工作时的释能阶段的示意图；图10是传统的四象限的buck-boost电路的示意图；图11是本技术实施例四的非隔离型双向变换电路的示意图；图12是本技术实施例五的非隔离型双向变换电路的示意图；图13是本技术实施例六的非隔离型双向变换电路的示意图；图14是本技术实施例七的非隔离型双向变换电路的示意图；图15是本技术实施例八的非隔离型双向变换电路的示意图。具体实施方式下面对照附图并结合优选的实施方式对本技术作进一步说明。实施例一：本实施例提供一种如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非隔离型双向变换电路，其特征在于，包括第一至第二等效直流电源端、第一至第二等效电容、第一至第二等效电感、第一至第二同步开关组、驱动电路以及与所述驱动电路连接的控制电路，其中：所述第一等效电容的两端分别连接在所述第一等效直流电源端的正极和负极上，所述第二等效电容的两端分别连接在所述第二等效直流电源端的正极和负极上，所述第一等效电感的第一端与所述第一等效直流电源端的正极相连，所述第二等效电感的第一端与所述第一等效直流电源端的负极相连；所述第一同步开关组包括第一开关管和第四开关管，所述第一开关管的源极连接至所述第二等效电感的第二端，漏极连接至所述第一等效直流电源端的正极；所述第四开关管的源极连接至所述第一等效直流电源端的负极，漏极连接至所述第一等效电感的第二端；所述第二同步开关组包括第二开关管和第三开关管，所述第二开关管的源极连接至所述第一等效电感的第二端，漏极连接至所述第二等效直流电源端的正极；所述第三开关管的源极连接至所述第二等效直流电源端的负极，漏极连接至所述第二等效电感的第二端。

【技术特征摘要】
1.一种非隔离型双向变换电路，其特征在于，包括第一至第二等效直流电源端、第一至第二等效电容、第一至第二等效电感、第一至第二同步开关组、驱动电路以及与所述驱动电路连接的控制电路，其中：所述第一等效电容的两端分别连接在所述第一等效直流电源端的正极和负极上，所述第二等效电容的两端分别连接在所述第二等效直流电源端的正极和负极上，所述第一等效电感的第一端与所述第一等效直流电源端的正极相连，所述第二等效电感的第一端与所述第一等效直流电源端的负极相连；所述第一同步开关组包括第一开关管和第四开关管，所述第一开关管的源极连接至所述第二等效电感的第二端，漏极连接至所述第一等效直流电源端的正极；所述第四开关管的源极连接至所述第一等效直流电源端的负极，漏极连接至所述第一等效电感的第二端；所述第二同步开关组包括第二开关管和第三开关管，所述第二开关管的源极连接至所述第一等效电感的第二端，漏极连接至所述第二等效直流电源端的正极；所述第三开关管的源极连接至所述第二等效直流电源端的负极，漏极连接至所述第二等效电感的第二端。2.根据权利要求1所述的非隔离型双向变换电路，其特征在于，所述第一至第二等效电容分...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伦全，谢立海，
申请(专利权)人：深圳市保益新能电气有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44