一种移相软开关拓扑单元及其双向变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种移相软开关拓扑单元及其双向变换器，移相软开关拓扑单元包括第一开关管Q1及其反并联二极管D1及其结电容C1、第二开关管Q2及其反并联二极管D2及其结电容C2、第三开关管Q3及其反并联二极管D3及其结电容C3、第一开关管Q4及其反并联二极管D4及其结电容C4以及变压器T，第一开关管Q1与第二开关管Q2串联连接，第三开关管Q3和第四开关管Q4串联连接，变压器T的原边线圈的同名端通过电感L连接到第一开关管Q1与第二开关管Q2的连接线上，副边线圈的同名端连接到第三开关管Q3与第四开关管Q4的连接线上；本实用新型专利技术的优点在于：节省了一些元器件，具有较好的EMI特性和输入输出侧滤波特性。

A phase shifted soft switching topology unit and its bidirectional converter

【技术实现步骤摘要】
一种移相软开关拓扑单元及其双向变换器
本技术涉及电学领域，更具体涉及一种移相软开关拓扑单元及其双向变换器。
技术介绍
DCDC变换器是将一种直流电转变为另一种直流电并能实现电气隔离同时能量可控双向流动的设备。随着社会的不断发展和进步，人类对能源的需求日益增加，储能、电动车等行业的发展越来越快。为了满足市场需求，越来越多的DCDC变换器推入市场。但目前几乎所有的双向软开关DCDC变换器使用两类传统软开关拓扑。其中第一类是通过主功率回路中增加的电容、电感等器件谐振使得全部或部分开关管实现软开关，例如LLC、LCL等软开关拓扑，LLC谐振式软开关DCDC变换器拓扑图如图1，其主功率回路中需引入电容器Cr及电感器Lr1和Lr2以达到谐振的目的，这些额外的器件会带来成本的增加及故障率的上升。如图2所示，为现有技术第二类移相全桥软开关DCDC变换器的电路原理图，其通过主功率回路中的移相电感对电流的滞后作用使得全部或部分开关管实现软开关，其单个功率传输变压器两侧各需要4只开关管以实现全桥变换，另外由于其主功率回路中的电流是梯形波，梯形波的EMI特性差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移相软开关拓扑单元，其特征在于，包括第一开关管Q1及其反并联二极管D1及其结电容C1、第二开关管Q2及其反并联二极管D2及其结电容C2、第三开关管Q3及其反并联二极管D3及其结电容C3、第一开关管Q4及其反并联二极管D4及其结电容C4以及变压器T，所述第一开关管Q1与第二开关管Q2串联连接，第三开关管Q3和第四开关管Q4串联连接，所述变压器T包括原边线圈和副边线圈，所述原边线圈的同名端通过电感L连接到所述第一开关管Q1与第二开关管Q2的连接线上，所述副边线圈的同名端连接到所述第三开关管Q3和第四开关管Q4的连接线上；/n所述第一开关管Q1的非串联端为第一直流侧的正端DC1+，所述第二开...

【技术特征摘要】
1.一种移相软开关拓扑单元，其特征在于，包括第一开关管Q1及其反并联二极管D1及其结电容C1、第二开关管Q2及其反并联二极管D2及其结电容C2、第三开关管Q3及其反并联二极管D3及其结电容C3、第一开关管Q4及其反并联二极管D4及其结电容C4以及变压器T，所述第一开关管Q1与第二开关管Q2串联连接，第三开关管Q3和第四开关管Q4串联连接，所述变压器T包括原边线圈和副边线圈，所述原边线圈的同名端通过电感L连接到所述第一开关管Q1与第二开关管Q2的连接线上，所述副边线圈的同名端连接到所述第三开关管Q3和第四开关管Q4的连接线上；
所述第一开关管Q1的非串联端为第一直流侧的正端DC1+，所述第二开关管Q2的非串联端为第一直流侧的负端DC1-，所述第三开关管Q3的非串联端为第二直流侧的正端DC2+，所述第四开关管Q4的非串联端为第二直流侧的负端DC2-。


2.根据权利要求1所述的一种移相软开关拓扑单元，其特征在于，所述第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及第四开关管Q4均为IGBT、MOS管或BJT管的任一种。


3.根据权利要求1所述的一种移相软开关拓扑单元，其特征在于，每一路移相软开关拓扑单元中第一开关管Q1与第二开关管Q2的驱动互补；第三开关管Q3与第四开关管Q4的驱动互补；
每一路移相软开关拓扑单元之间相对应位置的开关管依次错相角度为其中n为移相软开关拓扑单元的路数。


4.一种移相软开关拓扑单元的双向变换器，其特征在于，包括n路移相软开关拓扑单元以及第一直流侧的并联母线电容C5和第二直流侧的并联母线电容C6，该移相软开关拓扑单元为权利要求1-3任一项的移相软开关拓扑单元，其中n为正整数且n≥2，每一路移相软开关拓扑单元的第一直流侧的正端DC1+连接在一起并连接至第一直流侧的并联母线电容C5的一端；每一路移相软开关拓扑单元的第一直流侧的负端DC1-连接在一起并连接至第一直流侧的并联母线电容C5的另一端；
每一路移相软开关拓扑单元的第二直流侧的正端DC2+连接在一起并连接至第二直流侧的并联母线电容C6的一端；每一路移相软开关拓扑单元的第二直流侧的负端DC2-连接在一起并连接至第二直流侧的并联母线电容C6的另一端；
第k-1路移相软开关拓扑单元的变压器的原边线圈的异名端连接至第k路的移相软开关拓扑单元的变压器的原边线圈的同名端，k为正整数且2≤k≤n；第k-1路移相软开关拓扑单元的变压器的副边线圈的异名端连接至第k路的移相软开关拓扑单元的变压器的副边线圈的同名端；第n路的移相软开关拓扑单元的变压器的原边线圈的异名端连接至第1路的移相软开关拓扑单元的变压器的原边线圈的同名端，第n路的移相软开关拓扑单元的变压器的副边线圈的异名端连接至第1路的移相软开关拓扑单元的变压器的副边线圈的同名端。


5.根据权利要求4所述的一种移相软开关拓扑单元的双向变换器，其特征在于，n＝3，所述双向变换器包括3路移相软开关拓扑单元以及第一直流侧的并联母线电容C5和第二直流侧的并联母线电容C6，每一路移相软开关拓扑单元的第一直流侧的正端连接在一起并连接至第一直流侧的并联母线电容C5的一端；每一路移相软开关拓扑单元的第一直流侧的负端连接在一起并连接至第一直流侧的并联母线电容C5的另一端；
每一路移相软开关拓扑单元的第二直流侧的正端连接在一起并连接至第二直流侧的并联母线电容C6的一端；每一路移相软开关拓扑单元的第二直流侧的负端连接在一起并连接至第二直流侧的并联母线电容C6的另一端；
第1路移相软开关拓扑单元包括变压器T1；第2路移相软开关拓扑单元包括变压器T2；第3路移相软开关拓扑单元包括变压器T3；
变压器T1的原边线圈的异名端连接至变压器T2的原边线圈的同名端，变压器T2的原边线圈的异名端连接至变压器T3的原边线圈的同名端，变压器T3的原边线圈的异名端连接至变压器T1的原边线圈的同名端；变压器T1的副边线圈的异名端连接至变压器T2的副边线圈的同名端；变压器T2的副边线圈的异名端连接至变压器T3的副边线圈的同名端，变压器T3的副边线圈的异名端连接至变压器T1的副边线圈的同名端。


6.根据权利要求5所述的一种移相软开关拓扑单元的双向变换器，其特征在于，所述第1路移相软开关拓扑单元还包括开关管Q1A、开关管Q2A、开关管Q1B和开关管Q2B；第2路移相软开关拓扑单元还包括开关管Q3A、开关管Q4A、开关管Q3B和开关管Q4B；第3路移相软开关拓扑单元还包括开关管Q5A、开关管Q6A、开关管Q5B和开关管Q6B；
开关管Q1A的驱动与开关管Q2A的驱动互补；开关管Q3A的驱动与开关管Q4A的驱动互补；开关管Q5A的驱动与开关管Q6A的驱动互补；开关管Q1B的驱动与开关管Q2B的驱动互补；开关管Q3B的驱动与开关管Q4B的驱动互补；开关管Q5B的驱动与开关管Q6B的驱动互补；开关管Q1A的驱动、开关管Q3A的驱动和开关管Q5A的驱动依次错相120度。


7.一种移相软开关拓扑单元的双向变换器，其特征在于，包括n路移相软开关拓扑单元以及第一直流侧的并联母线电容C5和第二直流侧的并联母线电容C6，该移相软开关拓扑单元为权利要求1-3任一项的移相软开关拓扑单元，其中n≥2，每一路移相软开关拓扑单元的第一直流侧的正端DC1+连接在一起并连接至第一直流侧的并联母线电容C5的一端；每一路移相软开关拓扑单元的第一直流侧的负端DC1-连接在一起并连接至第一直流侧的并联母线电容C5的另一端；
每一路移相软开关拓扑单元的第二直流侧的正端DC2+连接在一起并连接至第二直流侧的并联母线电容C6的一端；每一路移相软开关拓扑单元的第二直流侧的负端DC2-连接在一起并连接至第二直流侧的并联母线电容C6的另一端；

【专利技术属性】
技术研发人员：余仕君，
申请(专利权)人：余仕君，
类型：新型
国别省市：广东;44