一种双有源桥变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种双有源桥变换器，包括原边全桥电路、副边全桥电路和设置在所述原边全桥电路和所述副边全桥电路之间的变压器和可变电感；其中，所述可变电感包括设置有缺口的环形磁芯主体，和插入所述缺口预设长度的控制芯体；所述磁芯主体和所述控制芯体的外侧壁均缠绕有调节线圈，且所述控制芯体的外侧壁与所述缺口之间设置有气隙；所述控制芯体还单独连接有可调恒流源，所述可调恒流源用于控制所述控制芯体的磁场密度。本发明专利技术提供的一种双有源桥变换器，通过可调恒流源输出电流改变控制芯体的磁场密度，实现了高电压比及轻载状况下，减小电路的峰值电流，进一步增大了电路的传输功率。功率。功率。

【技术实现步骤摘要】
一种双有源桥变换器


[0001]本专利技术属于变换器
，具体涉及一种双有源桥变换器。

技术介绍

[0002]双有源全桥(DualActive Bridge Converter，DAB)型变换器具有电气隔离，功率双向传输和功率密度高等优点，广泛应用于储能等领域，主要由输入侧全桥变换器，输出侧全桥变换器以及高频变压器组成。
[0003]在实际应用中，当双有源桥变换器两边的电压比相差较大或者轻载情况下，容易出现电流峰值及回流功率增大，这种情况下不能实现电路的软开，即负载的切断和接通不是瞬间突然地完成，电压及电流的变化都是一个过程量，存在一定的开关损耗，因此如何减小高电压比及轻载状况下的峰值电流，增大传输功率，是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种双有源桥变换器，用以解决如何减小高电压比及轻载状况下的峰值电流，及增大传输功率的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种双有源桥变换器，包括原边全桥电路、副边全桥电路和设置在所述原边全桥电路和所述副边全桥电路之间的变压器和可变电感；
[0006]其中，所述可变电感包括设置有缺口的环形磁芯主体，和插入所述缺口预设长度的控制芯体；所述磁芯主体和所述控制芯体的外侧壁均缠绕有调节线圈，且所述控制芯体的外侧壁与所述缺口之间设置有气隙；
[0007]所述控制芯体还单独连接有可调恒流源，所述可调恒流源用于控制所述控制芯体的磁场密度。
[0008]进一步地，所述控制芯体的相对磁导率对磁场强度的敏感度大于所述磁芯主体的相对磁导率对所述磁场强度的敏感度。
[0009]进一步地，所述磁芯主体为铁硅铝材质，所述控制芯体为PC40材质的铁氧体。
[0010]进一步地，所述原边全桥电路和所述副边全桥电路的外移相角随所述双有源桥变换器的传输功率增大而增大；当所述外移相角＞π/2时，所述可调恒流源输出电流以减小所述可变电感的电感值。
[0011]进一步地，所述原边全桥电路包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂包括依次串联的第一开关器件和第三开关器件，所述第二桥臂包括依次串联的第二开关器件和第四开关器件；
[0012]所述副边全桥电路包括第三桥臂和第四桥臂，所述第三桥臂包括依次串联的第五开关器件和第七开关器件，所述第四桥臂包括依次串联的第六开关器件和第八开关器件。
[0013]进一步地，所述外移相角包括第一外移相角Φ1和第二外移相角Φ2；其中，Φ1为所述第一桥臂和所述第三桥臂的外移相角，Φ2为所述第二桥臂和所述第四桥臂的外移相角；
[0014]当所述第一外移相角Φ1，或第二外移相角Φ2＞π/2时，所述可调恒流源输出电流以减小所述可变电感的电感值。
[0015]进一步地，所述变压器的原边绕组的同名端通过所述可变电感与所述第一桥臂的中点连接，所述变压器的原边绕组的异名端与所述第二桥臂的中点连接；
[0016]所述变压器的副边绕组的同名端与所述第三桥臂的中点连接，所述变压器的副边绕组的异名端与所述第四桥臂的中点连接。
[0017]进一步地，所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第三开关器件、所述第四开关器件、所述第五开关器件、所述第六开关器件、所述第七开关器件和所述第八开关器件均为场效应管，且每个所述场效应管的两端均反向并联有对应的二极管。
[0018]进一步地，所述第一开关器件和所述第三开关器件、所述第二开关器件和所述第四开关器件、所述第五开关器件和所述第七开关器件、所述第六开关器件和所述第八开关器件的驱动信号分别为一组占空比为50％的互补信号。
[0019]进一步地，所述双有源桥变换器还包括第一电源和第二电源；
[0020]所述第一桥臂和所述第二桥臂与所述第一电源并联，所述第三桥臂和第四桥臂与所述第二电源并联。
[0021]与现有技术相比，本专利技术提供的一种双有源桥变换器，具有以下有益效果：
[0022]本专利技术提供的一种双有源桥变换器，通过引入可变电感，该可变电感包括环形磁芯主体和插入磁芯主体一定长度的控制芯体，同时该控制芯体单独连接有可调恒流源，由于控制芯体的相对磁导率对磁场强度的敏感度大于磁芯主体的相对磁导率对磁场强度的敏感度，因此当外移相角大于π/2时，通过可调恒流源输出电流改变控制芯体的磁场密度，可以进一步减小了可变电感的电感值，也就实现了高电压比及轻载状况下，减小电路的峰值电流，进一步增大了电路的传输功率。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，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，根据这些附图获得的其他的附图，都属于本申请保护的范围。
[0024]图1是本专利技术实施例提供的一种双有源桥变换器的结构示意图；
[0025]图2是本专利技术实施例提供的一种双有源桥变换器的可变电感的结构示意图；
[0026]图3是本专利技术实施例提供的一种双有源桥变换器的铁硅铝材质的μ
‑
H曲线图；
[0027]图4是本专利技术实施例提供的一种双有源桥变换器的铁氧体的μ
‑
H曲线图；
[0028]图5是本专利技术实施例提供的一种双有源桥变换器的外移相角的控制框图；
[0029]图6是本专利技术实施例提供的一种双有源桥变换器的可调恒流源的控制框图；
[0030]图7是本专利技术实施例提供的一种双有源桥变换器正常工作的模态图一；
[0031]图8是本专利技术实施例提供的一种双有源桥变换器正常工作的模态图二；
[0032]图9是本专利技术实施例提供的一种双有源桥变换器正常工作的时序图。
具体实施方式
[0033]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例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0034]为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本专利技术的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本专利技术具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0035]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0036]在本专利技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双有源桥变换器，其特征在于，包括原边全桥电路、副边全桥电路和设置在所述原边全桥电路和所述副边全桥电路之间的变压器和可变电感；其中，所述可变电感包括设置有缺口的环形磁芯主体，和插入所述缺口预设长度的控制芯体；所述磁芯主体和所述控制芯体的外侧壁均缠绕有调节线圈，且所述控制芯体的外侧壁与所述缺口之间设置有气隙；所述控制芯体还单独连接有可调恒流源，所述可调恒流源用于控制所述控制芯体的磁场密度。2.如权利要求1所述的一种双有源桥变换器，其特征在于，所述控制芯体的相对磁导率对磁场强度的敏感度大于所述磁芯主体的相对磁导率对所述磁场强度的敏感度。3.如权利要求2所述的一种双有源桥变换器，其特征在于，所述磁芯主体为铁硅铝材质，所述控制芯体为PC40材质的铁氧体。4.如权利要求1所述的一种双有源桥变换器，其特征在于，所述原边全桥电路和所述副边全桥电路的外移相角随所述双有源桥变换器的传输功率增大而增大；当所述外移相角＞π/2时，所述可调恒流源输出电流以减小所述可变电感的电感值。5.如权利要求4所述的一种双有源桥变换器，其特征在于，所述原边全桥电路包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂包括依次串联的第一开关器件和第三开关器件，所述第二桥臂包括依次串联的第二开关器件和第四开关器件；所述副边全桥电路包括第三桥臂和第四桥臂，所述第三桥臂包括依次串联的第五开关器件和第七开关器件，所述第四桥臂包括依次串联的第六开关器件和第八开关器件。6.如权利要求5所述的一种双有源桥变换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹雄伟，雷仕建，蒋成明，顾鹏，
申请(专利权)人：深圳青铜剑能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：