一种双向DC-DC变换电路制造技术

本发明专利技术公开了一种双向DC

【技术实现步骤摘要】
一种双向DC
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DC变换电路


[0001]本专利技术涉及DC变换，尤其涉及一种双向DC
‑
DC变换电路。

技术介绍

[0002]在大功率高压直流到直流变换领域，为了满足体积小、功率大、安全可靠的需求，需要隔离高功率密度的拓扑结构。LLC电路在谐振开关频率附近可以实现全负载范围的开关器件软开关，在高开关频率下实现较小的开关损耗。高开关频率可以减小磁性元器件体积，从而实现高功率密度。LLC电路在电力电子领域，应用也越来越广。但是在大功率应用场合，采用单一磁性元器件体积会加大，会导致整个产品的体积加大，不利于产品的整体设计。为了解决这一问题，可以采用多组分立磁性元器件进行组串，也可以采用多路拓扑进行组串，进行功率分摊输出。
[0003]申请号为CN201210212527.1的专利技术公开了一种串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，主电路包括两个拥有相同结构的输入端相互串联输出端相互串联的全桥双向DC/DC变换电路，每个全桥双向DC/DC变换电路包括输入侧全桥电路和输出侧全桥电路，两者之间通过谐振电路和高频变压器连接。其中全桥电路用于整流和逆变，谐振电路用于软开关控制，高频变压器用于隔离和变压。
[0004]该专利技术因为多路元器件的磁性器件很难做到完全一致，包括其他开关器件的寄生参数的差异等等，经常会导致几路组串功率单元的功率不均衡。功率不均衡会导致其中的过载的功率单元发热过大，带来器件损坏的风险，严重影响了整个电路的可靠性。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种电路均衡、可靠性好的双向DC
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DC变换电路。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，一种双向DC
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DC变换电路，包括直流输入端、直流输出端、两个变压器、4个开关管整流电路和两个与变压器对应的原边电路，原边电路包括逆变电路和LC谐振电路；逆变电路的输出端接LC谐振电路的输入端，变压器的原边绕组串接在对应原边电路的LC谐振电路中；逆变电路的输入端接直流输入端，变压器的副边包括4个副边绕组；两个变压器对应的副边绕组并接后接对应的开关管整流电路的输入端，第一开关管整流电路的输出端与第三开关管整流电路的输出端串接后接直流输出端；第二开关管整流电路的输出端与第一开关管整流电路的输出端并接，第四开关管整流电路的输出端与第三开关管整流电路的输出端并接；所述的逆变电路反向为整流电路，所述的开关管整流电路反向为第三逆变电路。
[0007]以上所述的双向DC
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DC变换电路，第一变压器的第一副边绕组和第二变压器的第一副边绕组并联后接第一开关管整流电路的输入端，第一变压器的第二副边绕组和第二变压器的第二副边绕组并联后接第三开关管整流电路的输入端，第一变压器的第三副边绕组和第二变压器的第三副边绕组并联后接第二开关管整流电路的输入端，第一变压器的第四副边绕组和第四变压器的第二副边绕组并联后接第四开关管整流电路的输入端。
[0008]以上所述的双向DC
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DC变换电路，变压器的原边绕组包括第一原边绕组和第二原边绕组，第一原边绕组与第二原边绕组串接；变压器的第一副边绕组和第二副边绕组与第一原边绕组耦合，变压器的第三副边绕组和第四副边绕组与第二原边绕组耦合。
[0009]以上所述的双向DC
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DC变换电路，其特征在于变压器包括第一分变压器和第二分变压器，第一分变压器包括所述的第一原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，第二分变压器包括所述的第二原边绕组、第三副边绕组和第四副边绕组。
[0010]以上所述的双向DC
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DC变换电路，所述的逆变电路为全桥逆变电路。
[0011]以上所述的双向DC
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DC变换电路，包括两个输入电容和两个输出电容，两个逆变电路的输入端串接后接直流输入端，第一输入电容接在第一逆变电路输入端的正极与负极之间，第二输入电容接在第二逆变电路输入端的正极与负极之间；第一输出电容与第一开关管整流电路的输出端并接，第二输出电容与第三开关管整流电路的输出端并接。
[0012]以上所述的双向DC
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DC变换电路，所述的开关管整流电路为开关管全桥整流电路。
[0013]以上所述的双向DC
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DC变换电路，包括三个输出开关，第一开关管整流电路的输出端的负极通过第一输出开关接第三开关管整流电路的输出端的正极；第一开关管整流电路输出端的正极通过第二输出开关接第三开关管整流电路的输出端的正极，第一开关管整流电路输出端的负极通过第三输出开关接第三开关管整流电路的输出端的负极。
[0014]以上所述的双向DC
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DC变换电路，双向DC
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DC变换电路正向工作时包括以下两种工作模式：当第一输出开关闭合，第二输出开关和第三输出开关断开时，为低电压输出；当第一输出开关断开，第二输出开关和第三输出开关闭合时，为高电压输出。
[0015]以上所述的双向DC
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DC变换电路，双向DC
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DC变换电路反向工作时包括以下两种工作模式：当反向输入电压VB较高时，第一输出开关闭合，第二输出开关和第三输出开关断开；当反向输入电压较低时，第一输出开关断开，第二输出开关和第三输出开关闭合。
[0016]本专利技术能实现输入、输出的自动均压，器件损坏的风险小，整个电路的可靠性好。
附图说明
[0017]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的说明。
[0018]图1是本专利技术实施例双向DC
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DC变换电路的电路图。
具体实施方式
[0019]为了适应大功率宽输入和宽输出的电压范围，本专利技术提出一种可以自动均压的双向DC
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DC变换电路。在以下实施例中D
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DC变换电路采用全桥LLC拓扑，能通过软开关、变换器采用多组变压器和拓扑单元的组串，可以实现高功率密度，并且通过电路本身能够实现正向和反向的自动输入输出的均压。
[0020]本专利技术的实施例双向DC
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DC变换电路的结构如图1所示。包括高压直流输入端VA、直流输出端VB、两个高频变压器、4个开关管全桥整流电路和与两个高频变压器对应的原边电路。
[0021]原边电路包括全桥逆变电路和LC谐振电路，全桥逆变电路的输出端接LC谐振电路的输入端，高频变压器的原边绕组串接在对应原边电路的LC谐振电路中。
[0022]每个高频变压器由两个分变压器组成，第一高频变压器包括高频变压器T1和高频
变压器T2，第二高频变压器包括高频变压器T3和高频变压器T4。
[0023]输入电容C1与输入电容C2串联后接在高压直流输入端VA的正负极之间。输入电容C1和输入电容C2上的电压分别为V1和V2。
[0024]第一原边电路的全桥逆变电路由功率开关管Q1、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向DC
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DC变换电路，包括直流输入端、直流输出端、两个变压器和两个与变压器对应的原边电路，原边电路包括逆变电路和LC谐振电路；逆变电路的输出端接LC谐振电路的输入端，变压器的原边绕组串接在对应原边电路的LC谐振电路中；逆变电路的输入端接直流输入端，其特征在于，包括4个开关管整流电路，变压器的副边包括4个副边绕组；两个变压器对应的副边绕组并接后接对应的开关管整流电路的输入端，第一开关管整流电路的输出端与第三开关管整流电路的输出端串接后接直流输出端；第二开关管整流电路的输出端与第一开关管整流电路的输出端并接，第四开关管整流电路的输出端与第三开关管整流电路的输出端并接；所述的逆变电路反向为整流电路，所述的开关管整流电路反向为第三逆变电路。2.根据权利要求1所述的双向DC
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DC变换电路，其特征在于，第一变压器的第一副边绕组和第二变压器的第一副边绕组并联后接第一开关管整流电路的输入端，第一变压器的第二副边绕组和第二变压器的第二副边绕组并联后接第三开关管整流电路的输入端，第一变压器的第三副边绕组和第二变压器的第三副边绕组并联后接第二开关管整流电路的输入端，第一变压器的第四副边绕组和第四变压器的第二副边绕组并联后接第四开关管整流电路的输入端。3.根据权利要求1所述的双向DC
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DC变换电路，其特征在于，变压器的原边绕组包括第一原边绕组和第二原边绕组，第一原边绕组与第二原边绕组串接；变压器的第一副边绕组和第二副边绕组与第一原边绕组耦合，变压器的第三副边绕组和第四副边绕组与第二原边绕组耦合。4.根据权利要求3所述的双向DC
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DC变换电路，其特征在于变压器包括第一分变压器和第二分变压器，第一分变压器包括所述的第一原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，第二分变压器包括所述的第二原边绕组、第三副边绕组和...

【专利技术属性】
技术研发人员：周强，阮世良，
申请(专利权)人：深圳市能效电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：