可升降压的双向直流-直流电源转换装置及其控制方法制造方法及图纸

一种可升降压的双向直流

【技术实现步骤摘要】
可升降压的双向直流
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直流电源转换装置及其控制方法


[0001]本专利技术有关于直流
‑
直流谐振转换器，特别是指一种可升降压的双向直流
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直流电源转换装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]现有的直流
‑
直流LLC电源转换电路通常可包括跨接于第一侧的第一全桥斩波电路、跨接于第二侧的第二全桥斩波电路、及耦连在所述第一全桥斩波电路和所述第二全桥斩波电路之间的LLC谐振电路。所述第一全桥斩波电路通常是由四个功率型开关组件组成，所述第二全桥斩波电路通常是由四个功率型开关组件组成，且所述LLC谐振电路是由谐振电容器、谐振电感器和变压器组成。
[0003]然而，对于所述第一全桥斩波电路和所述第二全桥斩波电路的操作，在现有的控制方式下，虽能实现从所述第一侧到所述第二侧的升压或降压的电源转换，但从所述第二侧到所述第一侧仅能实现降压转换。因此，如何控制此LLC电源转换电路而能实现在所述第一侧与所述第二侧之间双向的升/降压电源转换遂成为相关
所欲解决的议题之一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是提供一种双向直流
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直流谐振转换器，其能克服现有技术至少一个缺点。
[0005]本专利技术所提供的一种双向直流
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直流电源转换装置，包含双向直流
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直流谐振转换器和控制单元。
[0006]所述双向直流
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直流谐振转换器具有可分别用作输入侧和输出侧或者输出侧和输入侧的第一侧和第二侧，并包括第一全桥斩波电路、第二全桥斩波电路和LLC谐振电路。所述第一全桥斩波电路包括彼此串联且跨接于所述第一侧的第一、二开关组件以及第三、四开关组件，其中所述第一、三开关组件和所述第二、四开关组件分别电连接所述第一侧的正端和负端，并且所述第一至第四开关组件分别响应于第一至第四控制信号而导通或关断。所述第二全桥斩波电路包括彼此串联且跨接于所述第二侧的第五、六开关组件以及第七、八开关组件，其中所述第五、七开关组件和所述第六、八开关组件分别电连接所述第二侧的正端和负端，并且所述第五至第八开关组件分别响应于第五至第八控制信号而导通或关断。所述LLC谐振电路耦接在所述第一全桥斩波电路与所述第二全桥斩波电路之间，并包括谐振电容器、谐振电感器和变压器，彼此串联的所述谐振电容器、所述谐振电感器和所述变压器的一次侧绕组耦接在所述第一、二开关组件之间的第一共同节点和所述第三、四开关组件之间的第二共同节点之间，所述变压器的二次侧绕组耦接在所述第五、六开关组件之间的第三共同节点和所述第七、八开关组件之间的第四共同节点之间。
[0007]所述控制单元电连接所述第一、二全桥斩波电路，且组配来产生并提供用于控制所述第一至第八开关组件的所述第一至第八控制信号，以使所述双向直流
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直流谐振转换
器可操作在第一至第三转换模式其中一者。
[0008]当所述第一侧作为用于接收输入电压的输入侧而所述第二侧作为用于输出输出电压的输出侧时，所述双向直流
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直流谐振转换器操作在所述第一转换模式，其中所述控制单元在所述第一全桥斩波电路的每一控制周期内：使所述第一、四控制信号彼此相同，以致所述第一、四开关组件同步操作；使所述第二、三控制信号彼此相同并互补于所述第一、四控制信号，以致所述第二、三开关组件同步操作；使所述第一/四控制信号和所述第二/三控制信号其中一者的上升缘与其中另一者的下降缘之间存在有与所述第一至第四开关组件的切换速度有关的第一死区时间，以致在所述第一死区时间内所述第一、二开关组件均关断以避免所述第一、二开关组件直通或者所述第三、四开关组件均关断以避免所述第三、四开关组件直通；及使所述第五至第八开关组件均关断，以致所述第二全桥斩波电路用作全波整流电路。
[0009]当所述第二侧作为用于接收输入电压的输入侧而所述第一侧作为用于输出输出电压的输出侧并且所述第五至第八开关组件的控制频率高于相对于所述第二侧且与所述谐振电容器和所述谐振电感器有关的谐振频率时，所述双向直流
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直流谐振转换器操作在所述第二转换模式，其中所述控制单元在所述第二全桥斩波电路的每一控制周期内：使所述第五、八控制信号彼此相同，以致所述第五、八开关组件同步操作；使所述第六、七控制信号彼此相同并互补于所述第五、八控制信号，以致所述第六、七开关组件同步操作；所述第五/八控制信号和所述第六/七控制信号其中一者的上升缘与其中另一者的下降缘之间存在有与所述第五至第八开关组件的切换速度有关的第二死区时间，以致在所述第二死区时间内所述第五、六开关组件均关断以避免所述第五、六开关组件直通或者所述第七、八开关组件均关断以避免所述第七、八开关组件直通；及使所述第一至第四开关组件均关断，以致所述第一全桥斩波电路用作全波整流电路。
[0010]当所述第二侧作为用于接收输入电压的输入侧而所述第一侧作为用于输出输出电压的输出侧并且所述第五至第八开关组件的所述控制频率低于所述谐振频率时，所述双向直流
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直流谐振转换器操作在所述第三转换模式，其中所述控制单元在所述第二全桥斩波电路的每一控制周期内：使所述第五、八控制信号彼此相同，以致所述第五、八开关组件同步操作；使所述第六、七控制信号彼此相同并互补于所述第五、八控制信号以致所述第六、七开关组件同步操作；使所述第五/八控制信号和所述第六/七控制信号其中一者的上升缘与其中另一者的下降缘之间存在有所述第二死区时间以致在所述第二死区时间内所述第五、六开关组件均关断以避免所述第五、六开关组件直通或者所述第七、八开关组件均关断以避免所述第七、八开关组件直通；使所述第一、三开关组件关断；使所述第二开关组件响应于所述第二控制信号而于所述第五、八开关组件的导通期间且在所述谐振电容器和所述谐振电感器达到谐振时开始导通并与所述第五、八开关组件同步关断，以便在所述第二开关组件的导通期间内借由所述一次侧绕组的感应电流对所述谐振电容器充电；及使所述第四开关组件响应于所述第四控制信号而于所述第六、七开关组件的导通期间且在所述谐振电容器和所述谐振电感器达到谐振时开始导通并与所述第六、七开关组件同步关断，以便在所述第四开关组件的导通期间内借由所述一次侧绕组的感应电流对所述谐振电容器充电。
[0011]本专利技术的一种态样中，所述第一至第四开关组件彼此相同，且其中每一者包含金
氧半场效晶体管或绝缘栅双极晶体管。
[0012]本专利技术的一种态样中，所述第五至第八开关组件彼此相同，且其中每一者包含金氧半场效晶体管或绝缘栅双极晶体管。
[0013]本专利技术的一种态样中，所述双向直流
‑
直流谐振转换器还包括分别跨接于所述第一侧和所述第二侧的第一滤波电容器及第二滤波电容器。
[0014]本专利技术的另一个目的是提供一种如上述的双向直流
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直流谐振转换器，其能克服现有技术至少一个缺点。
[0015]本专利技术所提供的一种双向直流
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向直流
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直流电源转换装置，包含双向直流
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直流谐振转换器和控制单元，其特征在于：所述双向直流
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直流谐振转换器具有可分别用作输入侧和输出侧或者输出侧和输入侧的第一侧和第二侧，并包括：第一全桥斩波电路，包括彼此串联且跨接于所述第一侧的第一、二开关组件以及第三、四开关组件，其中所述第一、三开关组件和所述第二、四开关组件分别电连接所述第一侧的正端和负端，并且所述第一至第四开关组件分别响应于第一至第四控制信号而导通或关断；第二全桥斩波电路，包括彼此串联且跨接于所述第二侧的第五、六开关组件以及第七、八开关组件，其中所述第五、七开关组件和所述第六、八开关组件分别电连接所述第二侧的正端和负端，并且所述第五至第八开关组件分别响应于第五至第八控制信号而导通或关断；及LLC谐振电路，耦接在所述第一全桥斩波电路与所述第二全桥斩波电路之间，并包括谐振电容器、谐振电感器和变压器，彼此串联的所述谐振电容器、所述谐振电感器和所述变压器的一次侧绕组耦接在所述第一、二开关组件之间的第一共同节点和所述第三、四开关组件之间的第二共同节点之间，所述变压器的二次侧绕组耦接在所述第五、六开关组件之间的第三共同节点和所述第七、八开关组件之间的第四共同节点之间；所述控制单元电连接所述第一、二全桥斩波电路，且组配来产生并提供用于控制所述第一至第八开关组件的所述第一至第八控制信号，以使所述双向直流
‑
直流谐振转换器可操作在第一至第三转换模式其中一者；当所述第一侧作为用于接收输入电压的输入侧而所述第二侧作为用于输出输出电压的输出侧时，所述双向直流
‑
直流谐振转换器操作在所述第一转换模式，其中所述控制单元在所述第一全桥斩波电路的每一控制周期内：使所述第一、四控制信号彼此相同，以致所述第一、四开关组件同步操作；使所述第二、三控制信号彼此相同并互补于所述第一、四控制信号，以致所述第二、三开关组件同步操作；使所述第一/四控制信号和所述第二/三控制信号其中一者的上升缘与其中另一者的下降缘之间存在有与所述第一至第四开关组件的切换速度有关的第一死区时间，以致在所述第一死区时间内所述第一、二开关组件均关断以避免所述第一、二开关组件直通或者所述第三、四开关组件均关断以避免所述第三、四开关组件直通；及使所述第五至第八开关组件均关断，以致所述第二全桥斩波电路用作全波整流电路；当所述第二侧作为用于接收输入电压的输入侧而所述第一侧作为用于输出输出电压的输出侧并且所述第五至第八开关组件的控制频率高于相对于所述第二侧且与所述谐振电容器和所述谐振电感器有关的谐振频率时，所述双向直流
‑
直流谐振转换器操作在所述第二转换模式，其中所述控制单元在所述第二全桥斩波电路的每一控制周期内：使所述第五、八控制信号彼此相同，以致所述第五、八开关组件同步操作；使所述第六、七控制信号彼此相同并互补于所述第五、八控制信号，以致所述第六、七开关组件同步操作；所述第五/八控制信号和所述第六/七控制信号其中一者的上升缘与其中另一者的下降缘之间存在有与所述第五至第八开关组件的切换速度有关的第二死区时间，以致在所述第二死区时间内所述第五、六开关组件均关断以避免所述第五、六开关组件直通或者所述第七、八开关组件均
关断以避免所述第七、八开关组件直通；及使所述第一至第四开关组件均关断，以致所述第一全桥斩波电路用作全波整流电路；及当所述第二侧作为用于接收输入电压的输入侧而所述第一侧作为用于输出输出电压的输出侧并且所述第五至第八开关组件的所述控制频率低于所述谐振频率时，所述双向直流
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直流谐振转换器操作在所述第三转换模式，其中所述控制单元在所述第二全桥斩波电路的每一控制周...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建群，彭世东，谢卓明，
申请(专利权)人：日月元科技深圳有限公司旭隼科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：