【技术实现步骤摘要】
本技术涉及电源变换，特别涉及一种新型双向dc/dc变换系统。
技术介绍
1、直流—直流变换器是电能变换领域的常用拓扑，实现从一种电压水平的直流电到另一种电压水平直流电的转换。其中双向直流变换器可实现直流电在高低两种电平间双向变换，在电源领域得到广泛的关注与应用，如储能系统与直流母线间的连接变换器、车载电源系统与混合动力汽车间的接口变换器等。
2、传统的llc谐振双向变换器不太适合工作在宽范围能量双向传输的状态，应用场景受限。近年来，一种新型开关电容结合耦合电感变换器作为一种新式拓扑在一些文献中被提及。其中某些拓扑存在开关器件数目繁多而增加功率传输损耗以及使用两个耦合电感单元大大增加相应变换器的体积和重量等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种新型双向dc/dc变换系统，增强了双向变换系统的带负载能力与变换电压范围，可以实现在极限占空比下电压的稳定输出，在开关电容单元中两电容容值不等时的均压，以及抑制电路启动过程中的严重超调量。解决了现存llc双向谐振变换器与现存同类型变换器的开关管数目多与宽范围双向能量传输能力受限等问题。
2、为了达到上述目的，本技术提供了一种新型双向直流变换系统，包括：第一桥式开关单元12、第二桥式开关单元13、开关电容单元14、耦合电感单元15、第一滤波电路11、第二滤波电路16、第一电压u1以及第二电压u2；
3、所述第一滤波电路包括第三电容c3，其两端分别与所述第一电压u1的正负端连接；>
4、所述第一桥式开关单元12的第一端和第二端分别与所述第二桥式开关单元13的第一端和第二端连接，并与所述第一电压u1的正负端连接；
5、所述第一桥式开关单元12包括第一开关管s1、第四开关管s4和第五开关管s5，所述第一开关管s1、第四开关管s4和第五开关管s5依次串联连接，所述第一开关管s1的阳极为所述第一桥式开关单元12的第一端，所述第五开关管s5的阴极为所述第一桥式开关单元12的第二端；
6、所述第二桥式开关单元13包括第二开关管s2、第三开关管s3和第六开关管s6，所述第二开关管s2、第三开关管s3和第六开关管s6依次串联连接，所述第二开关管s2的阳极为所述第二桥式开关单元13的第一端，所述第六开关管s6的阴极为所述第二桥式开关单元13的第二端；
7、所述开关电容单元14包括第一电容c1、第二电容c2、第二电感l2、第三电感l3；所述第一电容c1和第二电感l2串联，所述第一电容c1的另一端连接所述第一开关管s1的阴极，所述第二电感l2的另一端连接所述第三开关管s3的阴极；所述第二电容c2和第三电感l3串联，所述第二电容c2的另一端连接所述第二开关管s2的阴极，所述第三电感l3的另一端连接所述第四开关管s4的阴极；
8、所述耦合电感单元15包括一次侧绕组w1与二次侧绕组w2；所述一次侧绕组w1的同名端分别与所述第四开关管s4的阴极和第五开关管s5的阴极相连；所述一次侧绕组w1的异名端连接所述二次侧绕组w2的同名端并引出抽头连接所述第二滤波电路16；所述二次侧绕组w2的异名端分别连接所述第三开关管s3的阴极与第六开关管s6的阴极；
9、所述第一滤波电路包括第三电容c3，其作为第一外接端所述第一电压u1的稳压电容；所述第三电容c3的第一端分别与所述第一电压u1的正端、所述第一开关管s1的阳极和所述第二开关管s2的阳极相连，所述第三电容c3的第二端分别与所述第一电压u1的负端、所述第五开关管s5的阳极和所述第六开关管s6的阳极相连；
10、所述第二滤波电路16包括第一电感l1及第四电容c4；所述第四电容c4作为第二外接端即所述第二电压u2的稳压电容；所述第一电感l1的第一端连接所述一次侧绕组w1异名端与二次侧绕组w2同名端的引出抽头；所述第一电感l1的第二端连接所述第四电容c4的第一端，而所述第四电容c4的第二端分别连接所述第一电压u1与第二电压u2的负端。
11、进一步的，若所述第一外接端即所述第一电压u1端连接输入电源而所述第二外接端即所述第二电压u2端连接负载，则所述新型双向dc/dc变换系统运行于降压模式；若所述第二外接端即所述第二电压u2端连接输入电源而所述第一外接端即所述第一电压u1端连接负载，则所述新型双向dc/dc变换系统运行于升压模式。
12、进一步的，所述升压模式或降压模式下，均包括三种工作模式：
13、第一工作模式：所述第一桥式开关单元12中第一开关管s1与第五开关管s5开通、第四开关管s4关断，所述第二桥式开关单元13中第二开关管s2与第六开关管s6关断、第三开关管s3开通；
14、第二工作模式：第一桥式开关单元12中第一开关管s1与第五开关管s5关断、第四开关管s4开通，所述第二桥式开关单元13中第二开关管s2与第六开关管s6开通、第三开关管s3关断；
15、第三工作模式：所述第一桥式开关单元12和第二桥式开关单元13中所有开关管s1至s6均关断。
16、进一步的，所述第一至第六开关管s1至s6均并联有二极管；在所述降压模式中的第三工作模式下所述第五开关管s5体并联二极管与所述第六开关管s6的体并联二极管导通为所述耦合电感单元15提供续流通道，在所述升压模式中的第三工作模式下所述第一开关管s1体并联二极管与所述第二开关管s2体并联二极管导通为所述开关电容单元14提供续流通道。
17、进一步的，实现所述的新型双向dc/dc变换系统有两种控制方式：
18、第一种控制方式：在一个开关周期内所述第一工作模式与所述第二工作模式以相同占空比交替互补运行，即所述第一工作模式与所述第二工作模式各占一半开关周期；
19、第二种控制方式：在一个开关周期内所述第一工作模式与第二工作模式交替运行基础上在两者中间插入第三工作模式，即在一个开关周期内运行状态依次控制为所述第一工作模式、所述第三工作模式、所述第二工作模式、所述第三工作模式；且所述第一、第二工作模式以相同的占空比导通，均小于一半开关周期；而所述第三工作模式为在所述第一、第二工作模式交替中间的死区工作模式，其占比为一半开关周期减去所述第一工作模式占比或第二工作模式占比。
20、进一步的，所述第一至第六开关管s1至s6为金属氧化物半导体场效应晶体管或者绝缘栅双极性晶体管。
21、本技术的有益效果：
22、本技术有效提高了双向功率传输范围；采用交错并联运行有效减小输出纹波；在极限占空比情况下仍能实现稳定电压输出，扩展了可获得输出电压范围；在开关电容单元中两个电容容值不等时仍能有效抑制超调量并实现两开关电容间的均压控制。
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1.一种新型双向DC/DC变换系统，其特征在于，包括：第一桥式开关单元(12)、第二桥式开关单元(13)、开关电容单元(14)、耦合电感单元(15)、第一滤波电路(11)、第二滤波电路(16)、第一电压U1以及第二电压U2；
2.根据权利要求1所述的新型双向DC/DC变换系统，其特征在于：若所述第一外接端即所述第一电压U1端连接输入电源而所述第二外接端即所述第二电压U2端连接负载，则所述新型双向DC/DC变换系统运行于降压模式；若所述第二外接端即所述第二电压U2端连接输入电源而所述第一外接端即所述第一电压U1端连接负载，则所述新型双向DC/DC变换系统运行于升压模式。
3.根据权利要求2所述的新型双向DC/DC变换系统，其特征在于，所述升压模式或降压模式下，均包括三种工作模式：
4.根据权利要求3所述的新型双向DC/DC变换系统，其特征在于，所述第一至第六开关管S1至S6均并联有二极管；在所述降压模式中的第三工作模式下所述第五开关管S5体并联二极管与所述第六开关管S6的体并联二极管导通为所述耦合电感单元(15)提供续流通道，在所述升压模式中的第
5.根据权利要求3所述的新型双向DC/DC变换系统，其特征在于，实现所述的新型双向DC/DC变换系统有两种控制方式：
6.根据权利要求1所述的新型双向DC/DC变换系统，其特征在于：所述第一至第六开关管S1至S6为金属氧化物半导体场效应晶体管或者绝缘栅双极性晶体管。
...【技术特征摘要】
1.一种新型双向dc/dc变换系统，其特征在于，包括：第一桥式开关单元(12)、第二桥式开关单元(13)、开关电容单元(14)、耦合电感单元(15)、第一滤波电路(11)、第二滤波电路(16)、第一电压u1以及第二电压u2；
2.根据权利要求1所述的新型双向dc/dc变换系统，其特征在于：若所述第一外接端即所述第一电压u1端连接输入电源而所述第二外接端即所述第二电压u2端连接负载，则所述新型双向dc/dc变换系统运行于降压模式；若所述第二外接端即所述第二电压u2端连接输入电源而所述第一外接端即所述第一电压u1端连接负载，则所述新型双向dc/dc变换系统运行于升压模式。
3.根据权利要求2所述的新型双向dc/dc变换系统，其特征在于，所述升压模式或降压模式下，均包括三种工...
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