一种高压双向直流变换电路制造技术

本实用新型专利技术提供一种高压双向直流变换电路。所述电路包括至少一个第一子变换电路、至少一个第二子变换电路和至少一个控制器；所述第一子变换电路的前端与所述第二子变换电路的前端串联或并联，和/或所述第一子变换电路的后端与所述第二子变换电路的后端串联或并联；所述第一子变换电路的前端和后端、所述第二子变换电路的前端和后端用于与具备双向能力的直流侧连接；所述原边谐振变换电路和所述副边变换电路均具备逆变和整流的功能；所述控制器用于正向或反向控制所述第一子变换电路和所述第二子变换电路的开通时序以及使所述第一子变换电路和所述第二子变换电路工作于同相位模式或错相位模式。本实用新型专利技术可以适应不同端口电压。

A high voltage bidirectional DC conversion circuit

The utility model provides a high-voltage bidirectional DC conversion circuit. The circuit includes at least one first sub-transform circuit, at least one second sub-transform circuit and at least one controller; the front end of the first sub-transform circuit is in series or in parallel with the front end of the second sub-transform circuit, and/or the rear end of the first sub-transform circuit is in series or in parallel with the back end of the second sub-transform circuit. Parallel connection; front end and back end of the first sub-conversion circuit, front end and back end of the second sub-conversion circuit for connection with the DC side having bidirectional capability; the original side resonant conversion circuit and the sub-side conversion circuit both have inverting and rectifying functions; the controller is used for forward or reverse control of the first sub-conversion circuit. The turn-on timing of the sub-transform circuit and the second sub-transform circuit and the operation of the first sub-transform circuit and the second sub-transform circuit in the same phase mode or the staggered phase mode. The utility model can adapt to different port voltages.

【技术实现步骤摘要】
一种高压双向直流变换电路
本技术涉及直流-直流变换领域，特别涉及一种高压双向直流变换电路。
技术介绍
随着储能产品以及电池设备相关领域的快速发展，直流变换电路的应用越来越广泛，但是现有的直流变换电路不能适应不同端口电压场景，造成使用限制。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中的直流变换电路不能适应不同端口电压场景的问题，提出一种高压双向直流变换电路。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：一种高压双向直流变换电路，包括至少一个第一子变换电路、至少一个第二子变换电路和至少一个控制器；所述第一子变换电路的前端与所述第二子变换电路的前端串联或并联，和/或所述第一子变换电路的后端与所述第二子变换电路的后端串联或并联；所述第一子变换电路的前端和后端、所述第二子变换电路的前端和后端用于与具备双向能力的直流侧连接；所述第一子变换电路和所述第二子变换电路均包括依次连接的原边滤波电容、原边谐振变换电路、隔离变压器、副边变换电路和副边滤波电容；所述原边谐振变换电路和所述副边变换电路均具备逆变和整流的功能；所述控制器用于正向或反向控制所述第一子变换电路和所述第二子变换电路的开通时序以及使所述第一子变换电路和所述第二子变换电路工作于同相位模式或错相位模式。在一些优选的实施方式中，所述原边谐振变换电路为串联谐振变换电路，所述原边谐振变换电路的电路形式包括半桥式电路和全桥式电路。在一些优选的实施方式中，所述副边变换电路实现整流的方式包括全桥整流、倍压整流和全波整流。在一些优选的实施方式中，所述错相位模式的错相相位包括1/(2N)个周期或者1/4个周期，N表示子变换电路的个数。在一些优选的实施方式中，所述直流侧为具备双向能力的电源、电路或者负载。在进一步优选的实施方式中，所述直流侧包括直流电源、电池和交流逆变器电路。在一些优选的实施方式中，所述隔离变压器为高频隔离变压器。在一些优选的实施方式中，所述原边谐振变换电路包括原边驱动电路和原边开关变换单元，所述原边驱动电路用于驱动所述原边开关变换单元。在进一步优选的实施方式中，所述原边开关变换单元的主要元件为高频开关管，所述高频开关管具备反向并联的二极管。在一些优选的实施方式中，所述子变换电路的个数为三个、四个或者五个以上。与现有技术相比，本技术的有益效果有：第一子变换电路的前端与第二子变换电路的前端串联或并联，第一子变换电路的后端与第二子变换电路的后端串联或并联，多个子变换电路连接在一起加宽了变换电路对输入电压的适应范围，从而可以适应不同端口电压，也加宽了输出电压的范围。原边谐振变换电路和副边变换电路均具备逆变和整流的功能，直流侧具备双向能力，通过控制器正向或反向控制第一子变换电路和第二子变换电路的开通时序，可以实现电能的双向变换，也就是电能既可以从变压器的原边传递至副边，也可以从变压器的副边传递至原边，满足不同场合的需求。此外，通过控制器使第一子变换电路和第二子变换电路工作于错相位模式，可以使输出端的滤波电容上的纹波电压倍频化，从而使高频电流纹波更小。附图说明图1示出本技术的第一子变换电路的电路结构；图2示出本技术的第二子变换电路的电路结构；图3示出本技术的高压双向直流变换电路的第一种电路结构；图4示出本技术的高压双向直流变换电路的第二种电路结构；图5示出本技术的高压双向直流变换电路的第三种电路结构；图6示出本技术的高压双向直流变换电路的第四种电路结构；图7示出图3的电路的具体结构；图8示出本技术的高压双向直流变换电路的工作于正向同相位模式的驱动时序图；图9示出本技术的高压双向直流变换电路的工作于正向错相位模式的驱动时序图；图10示出本技术的高压双向直流变换电路的工作于反向同相位模式的驱动时序图；图11示出本技术的高压双向直流变换电路的工作于反向错相位模式的驱动时序图；图12示出本技术的第一种变型方式的电路结构；图13示出本技术的第二种变型方式的电路结构；图14示出本技术的第三种变型方式的电路结构；图15示出本技术的第四种变型方式的电路结构；图16示出本技术的第五种变型方式的电路结构；图17示出本技术的第六种变型方式的电路结构。具体实施方式以下对本技术的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本技术的范围及其应用。参考图1至图6，高压双向直流变换电路包括至少一个第一子变换电路100、至少一个第二子变换电路200和至少一个控制器300。参考图3至图6，第一子变换电路100的前端11与第二子变换电路200的前端21串联或并联，和/或第一子变换电路100的后端12与第二子变换电路200的后端22串联或并联。第一子变换电路100的前端11和后端12、第二子变换电路200的前端21和后端22用于与具备双向能力的直流侧连接，直流侧也就是变换电路的负载，直流侧包括原边直流侧V1A和副边直流侧V2A。参考图1和图2，第一子变换电路100和第二子变换电路200均包括依次连接的原边滤波电容、原边谐振变换电路、隔离变压器、副边变换电路和副边滤波电容，原边滤波电容用于为子变换电路的前端滤波，副边滤波电容用于为子变换电路的后端滤波，原边滤波电容为高压储能滤波电容，根据实际需要也可以选用普通滤波电容；原边谐振变换电路包括第一原边谐振变换电路110和第二原边谐振变换电路210；副边变换电路包括第一副边变换电路120和第二副边变换电路220。具体而言，参考图1和图2，第一子变换电路100包括第一隔离变压器TRA、与第一隔离变压器TRA的原边的两端连接的第一原边谐振变换电路110、与第一隔离变压器TRA的副边的两端连接的第一副边变换电路120、与第一原边谐振变换电路110连接的第一原边滤波电容C1a、以及与第一副边变换电路120连接的第一副边滤波电容C2a，第二子变换电路2包括第二隔离变压器TRB、与第二隔离变压器TRB的原边的两端连接的第二原边谐振变换电路210、与第二隔离变压器TRB的副边的两端连接的第二副边变换电路220、与第二原边谐振变换电路210连接的第二原边滤波电容C1b、以及与第二副边变换电路220连接的第二副边滤波电容C2b。第一隔离变压器TRA和第二隔离变压器TRB均为高频隔离变压器，高频隔离变压器的体积小，由于是高频，所以能够用在开关频率较高的电路中，从而减小输出电压纹波，当然，根据实际需要也可以选用普通的隔离变压器。为实现电能的双向变换，原边谐振变换电路和副边变换电路均具备逆变和整流的功能。控制器300用于正向或反向控制第一子变换电路100和第二子变换电路200的开通时序以及使第一子变换电路100和第二子变换电路200工作于同相位模式或错相位模式。错相位模式的错相相位包括1/(2N)个周期或者1/4个周期，N表示子变换电路的个数，当然，根据实际需要还可以设置其它相位，本技术不以此为限。本技术的高压双向直流变换电路包括如下形式：参考图3，第一子变换电路100的前端11与第二子变换电路200的前端21串联，且第一子变换电路100的后端12与第二子变换电路200的后端22串联；参考图4，第一子变换电路100的前端11与第二子变换电路200的前端21本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压双向直流变换电路，其特征在于：包括至少一个第一子变换电路、至少一个第二子变换电路和至少一个控制器；所述第一子变换电路的前端与所述第二子变换电路的前端串联或并联，和/或所述第一子变换电路的后端与所述第二子变换电路的后端串联或并联；所述第一子变换电路的前端和后端、所述第二子变换电路的前端和后端用于与具备双向能力的直流侧连接；所述第一子变换电路和所述第二子变换电路均包括依次连接的原边滤波电容、原边谐振变换电路、隔离变压器、副边变换电路和副边滤波电容；所述原边谐振变换电路和所述副边变换电路均具备逆变和整流的功能；所述控制器用于正向或反向控制所述第一子变换电路和所述第二子变换电路的开通时序以及使所述第一子变换电路和所述第二子变换电路工作于同相位模式或错相位模式。

【技术特征摘要】
2018.01.29 CN 20182014675371.一种高压双向直流变换电路，其特征在于：包括至少一个第一子变换电路、至少一个第二子变换电路和至少一个控制器；所述第一子变换电路的前端与所述第二子变换电路的前端串联或并联，和/或所述第一子变换电路的后端与所述第二子变换电路的后端串联或并联；所述第一子变换电路的前端和后端、所述第二子变换电路的前端和后端用于与具备双向能力的直流侧连接；所述第一子变换电路和所述第二子变换电路均包括依次连接的原边滤波电容、原边谐振变换电路、隔离变压器、副边变换电路和副边滤波电容；所述原边谐振变换电路和所述副边变换电路均具备逆变和整流的功能；所述控制器用于正向或反向控制所述第一子变换电路和所述第二子变换电路的开通时序以及使所述第一子变换电路和所述第二子变换电路工作于同相位模式或错相位模式。2.根据权利要求1所述的高压双向直流变换电路，其特征在于：所述原边谐振变换电路为串联谐振变换电路，所述原边谐振变换电路的电路形式包括半桥式电路和全桥式电路。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伦全，
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