双流制双向变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双流制双向变换器，包括三相桥电路和开关单元，所述三相桥电路包括相互并联的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂；各所述第一桥臂或第二桥臂或第三桥臂的上桥臂均包括带反并联二极管的功率管，所述开关单元包括带反并联二极管的功率开关，所述功率开关与所述第一桥臂或第二桥臂或第三桥臂的上桥臂的功率管相互串联，且功率管上的二极管与功率开关上的二极管的极性相反。本实用新型专利技术具有适应三相交流和直流、双向变换等优点。双向变换等优点。双向变换等优点。

【技术实现步骤摘要】
双流制双向变换器


[0001]本技术主要涉及电压变换
，具体涉及一种双流制双向变换器。

技术介绍

[0002]目前典型的双向DC/DC电路如图1所示，包括一对半桥开关(Q11、Q12)、一个输入电感(L11)和一个输出电容(C11)。通过控制各半桥开关的开通与关断，实现对输出电压的调节。但是这种典型应用方式的缺点是仅适合直流输入。

技术实现思路

[0003]本技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本技术提供一种可适应三相电流与直流的双流制双向变换器。
[0004]为解决上述技术问题，本技术提出的技术方案为：
[0005]一种双流制双向变换器，包括三相桥电路和开关单元，所述三相桥电路包括相互并联的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂；各所述第一桥臂或第二桥臂或第三桥臂的上桥臂均包括带反并联二极管的功率管，所述开关单元包括带反并联二极管的功率开关，所述功率开关与所述第一桥臂或第二桥臂或第三桥臂的上桥臂的功率管相互串联，且功率管上的二极管与功率开关上的二极管的极性相反。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进：
[0007]所述第一桥臂包括相互串联的第一功率管和第二功率管；所述第二桥臂包括相互串联的第三功率管和第四功率管；所述第三桥臂包括相互串联的第五功率管和第六功率管；其中各功率管均自带反并联二极管；第一功率管、第三功率管和第五功率管为上桥臂，所述第二功率管、第四功率管和第六功率管为下桥臂；所述第一功率管的一端、所述第三功率管的一端和第五功率管的一端相连，形成直流正端；所述第二功率管的一端、所述第四功率管的一端和第六功率管的一端相连，形成直流负端；所述第一功率管的另一端与所述第二功率管的另一端相连，形成A相端；所述第三功率管的另一端与所述第四功率管的另一端相连，形成B相端；所述第五功率管的另一端与所述第六功率管的另一端相连，形成C相端。
[0008]所述功率开关与第五功率管相互串联，所述第五功率管的集电极与直流正端相连，所述第五功率管的发射极与功率开关的发射极相连，所述功率开关的集电极与C相端相连。
[0009]各所述功率管均为Si
‑
IGBT或Si
‑
MOSFET或SiC
‑
MOSFET。
[0010]所述A相端、B相端和C相端均串联有储能元件。
[0011]所述储能元件为电感。
[0012]各所述电感的电感值相同。
[0013]所述直流正端与直流负端之间并联有储能单元。
[0014]所述储能单元为电容。
[0015]所述功率开关为Si
‑
IGBT或Si
‑
MOSFET或SiC
‑
MOSFET。
[0016]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0017]本技术的双流制双向变换器，通过调整切换开关的开通与关断，可以无缝适应三相交流和直流两种制式；三相交流制式时，变换器工作于交流变换模式，实现3AC/DC、DC/3AC双向变换，同时可以兼顾三相三线和三相四线；在直流制式时，变换器工作于直流变换模式，实现DC/DC双向变换。
附图说明
[0018]图1为现有技术中的DC/DC电路原理图。
[0019]图2为本技术在实施例的电路原理图。
[0020]图3为本技术三相交流制式时的脉冲图。
[0021]图4为本技术直流制式时的脉冲图。
[0022]图中标号表示：1、第一桥臂；2、第二桥臂；3、第三桥臂；4、开关单元。
具体实施方式
[0023]以下结合说明书附图和具体实施例对本技术作进一步描述。
[0024]如图2所示，本实施例的双流制双向变换器，包括三相桥电路和开关单元4，三相桥电路包括相互并联的第一桥臂1、第二桥臂2和第三桥臂3；各第一桥臂1或第二桥臂2或第三桥臂3的上桥臂均包括带反并联二极管的功率管，开关单元4包括带反并联二极管的功率开关，功率开关与第一桥臂1或第二桥臂2或第三桥臂3的上桥臂的功率管相互串联，且功率管上的二极管与功率开关上的二极管的极性相反，即在同一桥臂上，两个二极管的正负极方向相反，其中一个二极管的正极连接另一个二极管的正极。
[0025]本技术的双流制双向变换器，通过调整开关单元4的开通与关断，可以无缝适应三相交流和直流两种制式；三相交流制式时，变换器工作于交流变换模式，实现3AC/DC、DC/3AC双向变换；在直流制式时，变换器工作于直流变换模式，实现DC/DC双向变换。
[0026]本实施例中，第一桥臂1包括相互串联的第一功率管和第二功率管；第二桥臂2包括相互串联的第三功率管和第四功率管；第三桥臂3包括相互串联的第五功率管和第六功率管；其中各功率管均自带反并联二极管；第一功率管、第三功率管和第五功率管为上桥臂，第二功率管、第四功率管和第六功率管为下桥臂；第一功率管的一端、第三功率管的一端和第五功率管的一端相连，形成直流正端；第二功率管的一端、第四功率管的一端和第六功率管的一端相连，形成直流负端；第一功率管的另一端与第二功率管的另一端相连，形成A相端；第三功率管的另一端与第四功率管的另一端相连，形成B相端；第五功率管的另一端与第六功率管的另一端相连，形成C相端。
[0027]具体地，功率开关与第五功率管相互串联，第五功率管的集电极与直流正端相连，第五功率管的发射极与功率开关的发射极相连，功率开关的集电极与C相端相连。当然，在其它实施例中，上述功率开关也可以与第一功率管和第三功率管相互串联。
[0028]本实施例中，功率开关和各功率管均为Si
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IGBT或Si
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MOSFET或SiC
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MOSFET等。
[0029]本实施例中，A相端、B相端和C相端均串联有储能元件，其中储能元件为电感(图2中的L1～L3)，且各电感的电感值相同。直流正端与直流负端之间并联有储能单元，如电容(图2中的C1)，其中电容的正极与直流正端相连，负极则与直流负端相连。
[0030]下面结合一具体的实施例对上述双流制双向变换器的工作原理做进一步说明：
[0031]如图2所示，A相端(图2中A+)、B相端(图2中B+)和C相端(图2中C+)为双流制(三相交流、直流)端口；其中DC+、DC
‑
为直流端口；储能电感L1～L3用于实现储能；第一功率管～第六功率管对应为Q1～Q4、Q5a和Q6；功率开关为Q5b。
[0032]如图3所示，三相交流制式时，整体电路工作于交流变换模式，实现3AC/DC、DC/3AC双向变换，Q1～Q4、Q5a、Q5b、Q6构成三相变流器，各功率管和功率开关的脉冲可如图3所示(在其它实施例中，也可以为其它的脉冲信号)。其中，Q5a、Q5b脉冲相同,各相电压如曲线所示。图3中表示Q2脉冲取反；表示Q2脉冲取反；类推。
[0033]直流制式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双流制双向变换器，其特征在于，包括三相桥电路和开关单元(4)，所述三相桥电路包括相互并联的第一桥臂(1)、第二桥臂(2)和第三桥臂(3)；各所述第一桥臂(1)或第二桥臂(2)或第三桥臂(3)的上桥臂均包括带反并联二极管的功率管，所述开关单元(4)包括带反并联二极管的功率开关，所述功率开关与所述第一桥臂(1)或第二桥臂(2)或第三桥臂(3)的上桥臂的功率管相互串联，且功率管上的二极管与功率开关上的二极管的极性相反。2.根据权利要求1所述的双流制双向变换器，其特征在于，所述第一桥臂(1)包括相互串联的第一功率管和第二功率管；所述第二桥臂(2)包括相互串联的第三功率管和第四功率管；所述第三桥臂(3)包括相互串联的第五功率管和第六功率管；其中各功率管均自带反并联二极管；第一功率管、第三功率管和第五功率管为上桥臂，所述第二功率管、第四功率管和第六功率管为下桥臂；所述第一功率管的一端、所述第三功率管的一端和第五功率管的一端相连，形成直流正端；所述第二功率管的一端、所述第四功率管的一端和第六功率管的一端相连，形成直流负端；所述第一功率管的另一端与所述第二功率管的另一端相连，形成A相端；所述第三功率管的另一端与所述第四功率管的另一端相连，形成B相端；所述第五功率管的另一端与所述第六功率管的另一端相连，形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹金洲，张小勇，饶沛南，周帅，张庆，周峰武，罗盼，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：