双向直流转换电路制造技术

一种双向直流转换电路连接于高压端和低压端之间，以预定周期依次重复工作在充电阶段、死区阶段以及放电阶段。双向直流转换电路包括Boost‑Buck转换电路LLC谐振电路。在充电阶段，Boost‑Buck转换电路用于将高压端提供的输入电压进行降压后输出第一电压，LLC谐振电路将第一电压进行降压和转换后对低压端进行充电；在放电阶段，LLC谐振电路将低压端提供的输出电压进行升压和转换后输出第二电压，Boost‑Buck转换电路对第二电压进行升压。LLC谐振电路包括第一全桥转换电路、谐振电路、第二全桥转换电路以及开关电路。开关电路用于在死区阶段时断开Boost‑Buck转换电路和第一全桥转换电路之间的电性连接，并在充电阶段和放电阶段建立Boost‑Buck转换电路和第一全桥转换电路之间的电性连接。

Bidirectional DC Conversion Circuit

【技术实现步骤摘要】
双向直流转换电路
本技术涉及一种双向直流转换电路。
技术介绍
随着风能、太阳能这一类新能源应用的大力发展，电池储能技术作为技术相对成熟，拥有功率密度高、充放电转换效率高、不受地理因数限制等特点也得到迅速的发展。目前储能系统电池端电压一般小于100V，而太阳能电池/风能发电机电压高达500V-800V，为进一步提高转换效率，目前很多公司将太阳能电池板的电压提高到了1200V-1500V并推出1400V系统，可以预计1400V系统将会成为未来的主流。目前主流的基于双向直流-直流(DirectCurrent-DirectCurrent，DC-DC)的双向充放电电路是由Buck/Boost电路和全桥电路来实现的，通过较为复杂的控制电路实现双向充放电控制，因电流双向流动的需要，通常全桥电路只能选择普通全桥来实现，不能选择移相全桥等软开关拓扑，造成整机系统效率较低。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种改善两级硬开关的拓扑效率较低的双向直流转换电路。一种双向直流转换电路，连接于高压端和低压端之间。双向直流转换电路以预定周期依次重复工作在充电阶段、死区阶段以及放电阶段。双向直流转换电路包括Boost-Buck转换电路和LLC谐振电路。在充电阶段，Boost-Buck转换电路将高压端提供的输入电压进行降压后输出第一电压，LLC谐振电路将第一电压进行降压和转换后对低压端进行充电；在放电阶段，低压端放电以提供输出电压给LLC谐振电路，LLC谐振电路将输出电压进行升压和转换后输出第二电压，Boost-Buck转换电路对第二电压进行升压。LLC谐振电路包括第一全桥转换电路、谐振电路、第二全桥转换电路以及开关电路。开关电路用于在死区阶段时断开Boost-Buck转换电路和第一全桥转换电路之间的电性连接，并在充电阶段和放电阶段建立Boost-Buck转换电路和第一全桥转换电路之间的电性连接。优选地，开关电路包括开关晶体管和第一电容；开关晶体管的栅极与控制电路电性连接，开关晶体管的源极通过Boost-Buck转换电路与高压端的第一输入端电性连接，开关晶体管的漏极通过第一电容与高压端的第二输入端电性连接。优选地，Boost-Buck转换电路包括电感、第一晶体管以及第二晶体管。第一晶体管的栅极和第二晶体管的栅极分别与控制电路电性连接。第一晶体管的源极与电感的第一端和第二晶体管的漏极电性连接，第一晶体管的漏极与高压端的第一输入端电性连接。第二晶体管的源极与高压端的第二输入端电性连接。电感的第二端与LLC谐振电路和开关电路电性连接。优选地，开关电路进一步包括第一辅助晶体管和第二辅助晶体管。第一辅助晶体管用于对流经第一晶体管的电流进行分流。第二辅助晶体管用于对流经第二晶体管的电流进行分流。优选地，第一辅助晶体管的栅极与第一晶体管的栅极电性连接，第一辅助晶体管的源极与第一晶体管的源极电性连接，第一辅助晶体管的漏极与第一晶体管的漏极电性连接。第二辅助晶体管的栅极与第二晶体管的栅极电性连接，第二辅助晶体管的源极与第二晶体管的源极电性连接，第二辅助晶体管的漏极与第二晶体管的漏极电性连接。优选地，第一全桥转换电路电性连接于Boost-Buck转换电路和谐振电路之间。谐振电路电性连接于第一全桥转换电路和第二全桥转换电路之间。第二全桥转换电路电性连接于谐振电路和低压端之间。在充电阶段，第一全桥转换电路对Boost-Buck转换电路输出的第一电压转换成第一交流方波电压，谐振电路对第一交流电压进行降压并将第一交流方波电压转换成第一交流正弦电压，第二全桥转换电路将第一交流正弦电压进行转换后对低压端进行充电。优选地，在放电阶段，第二全桥转换电路将低压端提供的输出电压转换为第二交流方波电压，谐振电路将第二交流方波电压进行升压后并转换成第二交流正弦电压，第一全桥转换电路对第二交流正弦电压进行转换后输出第二电压给Boost-Buck转换电路。优选地，第二全桥转换电路包括第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管、第十晶体管以及第二电容。第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管以及第十晶体管的栅极与控制电路电性连接。第七晶体管和第九晶体管的漏极与低压端的正极电性连接。第七晶体管的源极与谐振电路的第三端电性连接。第九晶体管的源极与谐振电路的第四端电性连接。第八晶体管和第十晶体管的源极与低压端的负极电性连接。第八晶体管的源极与第七晶体管的漏极和谐振电路的第三端电性连接。第十晶体管的漏极与第九晶体管的源极和谐振电路的第四端电性连接。第二电容的两端分别与低压端的正极和低压端的负极电性连接。优选地，第二全桥转换电路进一步包括第三辅助晶体管、第四辅助晶体管、第五辅助晶体管以及第六辅助晶体管。第三辅助晶体管用于对流经第七晶体管的电流进行分流。第四辅助晶体管用于对流经第八晶体管的电流进行分流。第五辅助晶体管用于对流经第九晶体管的电流进行分流。第六辅助晶体管用于对流经第十晶体管的电流进行分流。优选地，第三辅助晶体管的栅极与第七晶体管的栅极电性连接，第三辅助晶体管的源极与第七晶体管的源极电性连接，第三辅助晶体管的漏极与第七晶体管的漏极电性连接。第四辅助晶体管的栅极与第八晶体管的栅极电性连接，第四辅助晶体管的源极与第八晶体管的源极电性连接，第四辅助晶体管的漏极与第八晶体管的漏极电性连接。第五辅助晶体管的栅极与第九晶体管的栅极电性连接，第五辅助晶体管的源极与第九晶体管的源极电性连接，第五辅助晶体管的漏极与第九晶体管的漏极电性连接。第六辅助晶体管的栅极与第十晶体管的栅极电性连接，第六辅助晶体管的源极与第十晶体管的源极电性连接，第六辅助晶体管的漏极与第十晶体管的漏极电性连接。上述双向直流转换电路，在死区阶段，开关电路控制LLC工作在零电压和零电流状态，可实现能量转换效率的大幅度提升，降低电磁干扰。附图说明图1为本技术较佳实施方式之双向直流转换电路的模块示意图。图2为图1中所述双向直流转换电路的第一实施方式之电路示意图。图3为图2中第一晶体管、第三晶体管以及第五晶体管的波形示意图。图4为图1中所述双向直流转换电路的第二实施方式之电路示意图。图5为图1中所述双向直流转换电路的第三实施方式之电路示意图。主要元件符号说明双向直流转换电路1、2、3高压端Vin第一输入端H1第二输入端H2低压端Load正极L+负极L-Boost-Buck转换电路10开关电路20LLC谐振电路30控制电路4充电阶段P1死区阶段P2放电阶段P3第一全桥转换电路32谐振电路34第二全桥转换电路36第一晶体管Q1第二晶体管Q2电感L1开关晶体管Q3第一电容C1第三晶体管Q4第四晶体管Q5第五晶体管Q6第六晶体管Q7变压器T1第一线圈Lp第二线圈Ls第七晶体管Q8第八晶体管Q9第九晶体管Q10第十晶体管Q11第二电容C2第一辅助晶体管Q1a第二辅助晶体管Q2a第三辅助晶体管Q8a第四辅助晶体管Q9a第五辅助晶体管Q10a第六辅助晶体管Q11a如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向直流转换电路，连接于高压端和低压端之间；所述双向直流转换电路以预定周期依次重复工作在充电阶段、死区阶段以及放电阶段；所述双向直流转换电路包括Boost‑Buck转换电路和LLC谐振电路；在所述充电阶段，所述Boost‑Buck转换电路将所述高压端提供的输入电压进行降压后输出第一电压，所述LLC谐振电路将所述第一电压进行降压和转换后对所述低压端进行充电；在所述放电阶段，所述低压端放电以提供输出电压给所述LLC谐振电路，所述LLC谐振电路将所述输出电压进行升压和转换后输出第二电压，所述Boost‑Buck转换电路对所述第二电压进行升压；其特征在于：所述双向直流转换电路包括第一全桥转换电路、谐振电路、第二全桥转换电路以及开关电路；所述开关电路用于在所述死区阶段时断开所述Boost‑Buck转换电路和所述第一全桥转换电路之间的电性连接，并在所述充电阶段和所述放电阶段建立所述Boost‑Buck转换电路和所述第一全桥转换电路之间的电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种双向直流转换电路，连接于高压端和低压端之间；所述双向直流转换电路以预定周期依次重复工作在充电阶段、死区阶段以及放电阶段；所述双向直流转换电路包括Boost-Buck转换电路和LLC谐振电路；在所述充电阶段，所述Boost-Buck转换电路将所述高压端提供的输入电压进行降压后输出第一电压，所述LLC谐振电路将所述第一电压进行降压和转换后对所述低压端进行充电；在所述放电阶段，所述低压端放电以提供输出电压给所述LLC谐振电路，所述LLC谐振电路将所述输出电压进行升压和转换后输出第二电压，所述Boost-Buck转换电路对所述第二电压进行升压；其特征在于：所述双向直流转换电路包括第一全桥转换电路、谐振电路、第二全桥转换电路以及开关电路；所述开关电路用于在所述死区阶段时断开所述Boost-Buck转换电路和所述第一全桥转换电路之间的电性连接，并在所述充电阶段和所述放电阶段建立所述Boost-Buck转换电路和所述第一全桥转换电路之间的电性连接。2.如权利要求1所述的双向直流转换电路，其特征在于：所述开关电路包括开关晶体管和第一电容；所述开关晶体管的栅极与控制电路电性连接，所述开关晶体管的源极通过所述Boost-Buck转换电路与所述高压端的第一输入端电性连接，所述开关晶体管的漏极通过所述第一电容与所述高压端的第二输入端电性连接。3.如权利要求2所述的双向直流转换电路，其特征在于：所述Boost-Buck转换电路包括电感、第一晶体管以及第二晶体管；所述第一晶体管的栅极和所述第二晶体管的栅极分别与所述控制电路电性连接；所述第一晶体管的源极与所述电感的第一端和所述第二晶体管的漏极电性连接，所述第一晶体管的漏极与所述高压端的第一输入端电性连接；所述第二晶体管的源极与所述高压端的第二输入端电性连接；所述电感的第二端与所述LLC谐振电路和所述开关电路电性连接。4.如权利要求3所述的双向直流转换电路，其特征在于：所述开关电路进一步包括第一辅助晶体管和第二辅助晶体管；所述第一辅助晶体管用于对流经所述第一晶体管的电流进行分流；所述第二辅助晶体管用于对流经所述第二晶体管的电流进行分流。5.如权利要求4所述的双向直流转换电路，其特征在于：所述第一辅助晶体管的栅极与所述第一晶体管的栅极电性连接，所述第一辅助晶体管的源极与所述第一晶体管的源极电性连接，所述第一辅助晶体管的漏极与所述第一晶体管的漏极电性连接；所述第二辅助晶体管的栅极与所述第二晶体管的栅极电性连接，所述第二辅助晶体管的源极与所述第二晶体管的源极电性连接，所述第二辅助晶体管的漏极与所述第二晶体管的漏极电性连接。6.如权利要求2所述的双向直流转换电路，其特征在于：所述第一全桥转换电路电性连接于所述Boost-Buck转换电路和所述谐振电路之间；所述谐振电路电性连接于所述第一全桥转换电路和所述第二全桥转换电路之间；所述第二全桥转换电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立品，张礼扬，李战功，谢春华，
申请(专利权)人：深圳市京泉华科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44