带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路及其工作方法技术

本发明专利技术涉及带辅助开关元件的双向DC‑DC变换电路及其工作方法，该电路包括控制单元、变压器T1、第一辅助开关元件、第二辅助开关元件、第一谐振器件及第二谐振器件，第一谐振器件连接于变压器T1的低压侧，第二谐振器件连接于变压器T1的高压侧，第一辅助开关元件及第二辅助开关元件连接于变压器T1的高压侧；当变压器T1的低压侧为输入源，第一辅助开关元件闭合，第二辅助开关元件导通或断开，以提高或保持变压器T1输出的电压；当变压器T1的高压侧为输入源时，第一辅助开关元件断开，第二辅助开关元件导通或断开，以降低或保持变压器T1输出的电压。本发明专利技术实现同时满足双向变换和软开关的功能，且满足宽电压范围的要求，控制方便。

【技术实现步骤摘要】
带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路及其工作方法
本专利技术涉及DC-DC变换电路，更具体地说是指带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路及其工作方法。
技术介绍
随着电力电子技术和电池技术的发展,市面上储能要求的应用越来越多，例如家庭光伏储能系统，新能源汽车储能系统等。双向DC-DC电路作为储能系统重要的组成部分，双向DC-DC电路受到越来越多人的研究。传统的移项全桥电路和基于移项全桥发展而来的双有源桥式电路能够实现双向DC-DC变换，但是轻载工况下效率很低,往往不是最理想的拓扑选择。近年来由于谐振电路在全负载范围内能实现软开关,全负载范围内实现高效率运行，谐振电路在单向DC-DC中得到广泛的应用。如图1所示，在谐振电路中的变压器T1的原边、副边都加入谐振器件，使整个变换电路在正向和负向工作时，都能实现软开关且同时获得相对的增益，但是这种方式一般应用于正向和负向电压都相对较高的情况下，在应用于低压大电流时，由于变压器本身的寄生参数，低压侧谐振器件将难以设计，同时谐振器件加大变压器损耗，无法满足低压大电流工作状况，由于需要满足正负双向的增益要求，则无法满足宽电压范围的要求，且谐振器件较多，设计和控制困难。因此，有必要设计一种新的电路，实现同时满足双向变换和软开关的功能，且满足宽电压范围的要求，控制方便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路及其工作方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路，包括控制单元、变压器T1、第一辅助开关元件、第二辅助开关元件、第一谐振器件以及第二谐振器件，所述第一谐振器件连接于所述变压器T1的低压侧，所述第二谐振器件连接于所述变压器T1的高压侧，所述第一辅助开关元件以及所述第二辅助开关元件连接于所述变压器T1的高压侧；其中，当所述变压器T1的低压侧为输入源时，所述控制单元驱动第一辅助开关元件闭合，且通过控制单元驱动第二辅助开关元件导通或断开，以提高或保持所述变压器T1输出的电压；当所述变压器T1的高压侧为输入源时，所述控制单元驱动第一辅助开关元件断开，且通过控制单元驱动第二辅助开关元件导通或断开，以降低或保持所述变压器T1输出的电压。其进一步技术方案为：所述第一辅助开关元件包括辅助开关K8。其进一步技术方案为：所述辅助开关K8的一端通过电感L2与所述变压器T1连接。其进一步技术方案为：所述变压器T1的低压侧两个端脚分别连接有电感L1以及电容C2，所述电感L1与所述电感L2连接，所述辅助开关K8与所述电容C2连接。其进一步技术方案为：所述第二辅助开关元件包括Mos管K7，所述Mos管K7的栅极与所述控制单元连接，所述Mos管K7的源极与电容C2连接，所述Mos管K7的漏极与分别与所述变压器T1的低压侧两个端脚连接。其进一步技术方案为：所述变压器T1的高压侧其中一个端脚通过电容C3与所述Mos管K7的漏极连接；所述变压器T1的高压侧另一个端脚通过电容C4与所述Mos管K7的漏极连接。其进一步技术方案为：所述第一谐振器件包括Mos管K1以及Mos管K2，所述变压器T1的低压侧设有第一端脚、第二端脚以及第三端脚，所述第一端脚与所述Mos管K1连接，所述第二端脚与所述Mos管K2连接，所述第三端脚以及所述第二端脚之间连接有电容C1。其进一步技术方案为：所述第二谐振器件包括全桥整流单元，所述全桥整流单元与所述Mos管K7的源极连接。其进一步技术方案为：所述全桥整流单元包括Mos管K3、Mos管K4、Mos管K5以及Mos管K6。本专利技术还提供了带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路的工作方法，包括：当变压器T1的低压侧为输入源时，控制单元驱动第一辅助开关元件闭合，且通过控制单元驱动第二辅助开关元件导通或断开，以提高或保持变压器T1输出的电压；当变压器T1的高压侧为输入源时，控制单元驱动第一辅助开关元件断开，且通过控制单元驱动第二辅助开关元件导通或断开，以降低或保持变压器T1输出的电压。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：本专利技术通过设置控制单元、变压器T1、第一辅助开关元件、第二辅助开关元件、第一谐振器件以及第二谐振器件，由控制单元控制第一辅助开关元件的关闭和打开、第二辅助开关元件的导通与截断，以使第一谐振器件以及第二谐振器件组成不同倍率的全桥电路，以更改变压器T1输出的电压值，可实现同时满足双向变换和软开关的功能，且满足宽电压范围的要求，控制方便。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术的双向DC-DC变换电路的具体电路原理图；图2为本专利技术具体实施例提供的带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路的示意性框图；图3为本专利技术具体实施例提供的带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路的具体电路原理图；图4为本专利技术具体实施例提供的等效模型的具体电路原理图一；图5为本专利技术具体实施例提供的等效模型的具体电路原理图二。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路，其特征在于，包括控制单元、变压器T1、第一辅助开关元件、第二辅助开关元件、第一谐振器件以及第二谐振器件，所述第一谐振器件连接于所述变压器T1的低压侧，所述第二谐振器件连接于所述变压器T1的高压侧，所述第一辅助开关元件以及所述第二辅助开关元件连接于所述变压器T1的高压侧；其中，当所述变压器T1的低压侧为输入源时，所述控制单元驱动第一辅助开关元件闭合，且通过控制单元驱动第二辅助开关元件导通或断开，以提高或保持所述变压器T1输出的电压；当所述变压器T1的高压侧为输入源时，所述控制单元驱动第一辅助开关元件断开，且通过控制单元驱动第二辅助开关元件导通或断开，以降低或保持所述变压器T1输出的电压。/n

【技术特征摘要】
1.带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路，其特征在于，包括控制单元、变压器T1、第一辅助开关元件、第二辅助开关元件、第一谐振器件以及第二谐振器件，所述第一谐振器件连接于所述变压器T1的低压侧，所述第二谐振器件连接于所述变压器T1的高压侧，所述第一辅助开关元件以及所述第二辅助开关元件连接于所述变压器T1的高压侧；其中，当所述变压器T1的低压侧为输入源时，所述控制单元驱动第一辅助开关元件闭合，且通过控制单元驱动第二辅助开关元件导通或断开，以提高或保持所述变压器T1输出的电压；当所述变压器T1的高压侧为输入源时，所述控制单元驱动第一辅助开关元件断开，且通过控制单元驱动第二辅助开关元件导通或断开，以降低或保持所述变压器T1输出的电压。


2.根据权利要求1所述的带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路，其特征在于，所述第一辅助开关元件包括辅助开关K8。


3.根据权利要求2所述的带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路，其特征在于，所述辅助开关K8的一端通过电感L2与所述变压器T1连接。


4.根据权利要求3所述的带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路，其特征在于，所述变压器T1的低压侧两个端脚分别连接有电感L1以及电容C2，所述电感L1与所述电感L2连接，所述辅助开关K8与所述电容C2连接。


5.根据权利要求4所述的带辅助开关元件的双向DC-DC变换电路，其特征在于，所述第二辅助开关元件包括Mos管K7，所述Mos管K7的栅极与所述控制单元连接，所述Mos管K7的源极与电容C2连接，所述Mos...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾海峰，章林，
申请(专利权)人：深圳市泰昂能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44