一种双向DCDC转换器制造技术

本发明专利技术提供一种双向DCDC转换器，包括：变压器、电感、二极管、继电器、控制器、电流检测模块、电压检测模块和场效应管，所述电流检测模块与外部的第一直流电压相连接，所述电流测模块通过场效应管连接至变压器；所述变压器与继电器相连接，所述变压器通过场效应管连接至外部的第二直流电压；所述第二直流电压通过逆变器连接至交流负载；所述继电器、电流检测模块、电压检测模块和场效应管分别与控制器相连接；当第二直流电压传递直流电力到第一直流电压时，控制继电器断开，调整第二直流电压所发送的PWM信号的脉冲宽度；当第一直流电压传递直流电力到第二直流电压上时，控制继电器闭合，调整第一直流电压所发送的PWM信号的脉冲宽度。

【技术实现步骤摘要】
一种双向DCDC转换器
本专利技术涉及一种DCDC转换器，尤其涉及一种双向DCDC转换器。
技术介绍
随着工业的发展，DCDC转换器的应用也越来越广，而现有的DCDC转换器在实现蓄电池充电和放电的时候，使用不同的电路，比较复杂，使得产品的成本增加，体积大，可靠性差；目前大部分小容量UPS充电电路使用反激电路，没有PFC，不容易实现大电流充电。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是需要提供一种低成本、体积小、正负母线电压平衡以及转换过程简单有效的双向DCDC转换器。对此，本专利技术提供一种双向DCDC转换器，包括：变压器、继电器、控制器、电流检测模块、电压检测模块、包含副绕组的电感、二极管和场效应管，所述电流检测模块与外部的第一直流电压相连接，所述电流测模块通过场效应管连接至变压器；所述变压器与继电器相连接，所述变压器通过场效应管连接至外部的第二直流电压；所述第二直流电压通过逆变器连接至交流负载；所述继电器、电流检测模块、电压检测模块和场效应管分别与控制器相连接；所述电感的副绕组通过二极管连接至第二直流电压；其中，当第二直流电压传递直流电力到第一直流电压时，控制器控制继电器断开，根据电压检测模块和电流检测模块所检测到的数据，关闭第一直流电压所发送的PWM信号，调整第二直流电压所发送的PWM信号的脉冲宽度；当第一直流电压传递直流电力到第二直流电压上时，控制器控制继电器闭合，根据电压检测模块和电流检测模块所检测到的数据，关闭发送到第二直流电压的PWM信号，调整第一直流电压所发送的PWM信号的脉冲宽度。本专利技术的进一步改进在于，所述第二直流电压包括两个相互串接在一起的直流电压。本专利技术的进一步改进在于，所述继电器分别与第二直流电压和变压器的副线圈相连接。本专利技术的进一步改进在于，所述场效应管包括第一场效应管和第二场效应管，所述电流检测模块分别与第一场效应管的源极和第二场效应管的源极相连接，所述第一场效应管的栅极和第二场效应管的栅极分别与控制器相连接，所述第一场效应管的漏极和第二场效应管的漏极分别与变压器的原线圈相连接。本专利技术的进一步改进在于，所述场效应管还包括第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管和第六场效应管，所述变压器的副线圈分别与第三场效应管的源极和第四场效应管的源极相连接，所述第三场效应管的源极与第五场效应管的漏极相连接，所述第四场效应管的源极和第六场效应管的漏极相连接，所述第三场效应管的漏极和第四场效应管的漏极分别与第二直流电压相连接，所述第五场效应管的源极和第六场效应管的源极分别与第二直流电压相连接，所述第三场效应管的栅极、第四场效应管的栅极、第五场效应管的栅极和第六场效应管的栅极分别与控制器相连接。本专利技术的进一步改进在于，还包括电容和电感，所述二极管包括第七二极管和第八二极管，所述电容与第一直流电压并联，所述电容的一端通过电感连接至变压器的原线圈，所述电容的另一端连接至电流检测模块；所述第七二极管的阳极与电感的副绕组相连接，所述第七二极管的阴极与第二直流电压的正母线相连接；所述第八二极管的阴极与电感的副绕组相连接，所述第八二极管的阳极与第二直流电压的负母线相连接。本专利技术的进一步改进在于，双向DCDC转换器工作于升压模式，所述第一直流电压传递直流电力到第二直流电压，所述第一场效应管和第二场效应管的栅极PWM信号的相位相差180°，控制器控制继电器闭合，并通过控制第一场效应管和第二场效应管的导通占空比对第一直流电压的输入电压进行斩波，然后经过升压和整流后稳定母线电压，所述升压为变压器升压，所述整流为第七二极管、第八二极管、第三场效应管的寄生二极管、第四场效应管的寄生二极管、第五场效应管的寄生二极管以及第六场效应管的寄生二极管的整流。本专利技术的进一步改进在于，当第一场效应管和第二场效应管的导通占空比大于50%时，若第一场效应管和第二场效应管均导通，则变压器原线圈短路，电感储能，电感电流线性增加；若第一场效应管和第二场效应管中仅有一个导通，则第一直流电压和电感经过变压器共同向变压器的副线圈传递能量，电感电流线性减少；当第一场效应管和第二场效应管的导通占空比小于50%时，若第一场效应管或第二场效应管导通，则电感储能，变压器原线圈向其副线圈传递能量；若第一场效应管和第二场效应管均断开，则电感中的能量通过第七二极管和第八二极管释放到第二直流电压的母线上。本专利技术的进一步改进在于，双向DCDC转换器工作于降压模式，所述第二直流电压传递直流电力到第一直流电压，所述第三场效应管和第六场效应管的驱动电压一致，；所述第四场效应管和第五场效应管的驱动电压一致；所述第三场效应管和第六场效应管的PWM信号的相位一致，所述第四场效应管和第五场效应管的PWM信号的相位一致，所述第三场效应管和第四场效应管的PWM信号的相位相差180°；所述控制器控制继电器断开，并通过控制第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管和第六场效应管的导通占空比对第二直流电压的输入电压进行斩波，然后经变压器降压后对第一直流电压进行充电。本专利技术的进一步改进在于，当第三场效应管和第六场效应管导通或第四场效应管和第五场效应管导通时，变压器将能量由第二直流电压传递到第一直流电压，所述第一直流电压充电，电感储能，电感电流线性增加；当第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管和第六场效应管均断开时，电感经第一场效应管的寄生二极管或第二场效应管的寄生二极管进行续流，并为第一直流电压充电，电感电流线性减少。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：应用在UPS电源系统中能够实现市电模式下的电池充电功能及电池模式下的母线升压功能，从而节省了蓄电池充电电路和放电电路的使用，使得UPS电源系统更加小型化和经济化；本专利技术的工作模式包括升压模式和降压模式，其中，升压模式对应电池模式，降压模式对应市电模式，在升压模式下，能够稳定母线电压，减小对母线电压的冲击；在降压模式下，即使充电电流增加也能够避免正负母线不平衡的现象。附图说明图1是本专利技术一种实施例的应用于UPS电源系统中的电路结构示意图；图2是本专利技术一种实施例在升压模式下第一场效应管和第二场效应管的脉冲宽度示意图；图3是本专利技术一种实施例的电路原理图；图4是本专利技术一种实施例在升压模式下的工作波形仿真图；图5是本专利技术一种实施例在降压模式下的工作波形仿真图；图6是本专利技术一种实施例在升压模式下的控制原理图；图7是本专利技术一种实施例在降压模式下的蓄电池两段式充电过程的示意图；图8是本专利技术一种实施例在降压模式下的控制原理图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的较优的实施例作进一步的详细说明。如图1所示，本例提供一种双向DCDC转换器，包括：变压器T1、继电器、控制器、电流检测模块、电压检测模块、包含副绕组的电感L1、二极管和场效应管，所述电流检测模块与外部的第一直流电压V1相连接，所述电流测模块通过场效应管连接至变压器T1；所述变压器T1与继电器相连接，所述变压器T1通过场效应管连接至外部的第二直流电压V2；所述第二直流电压V2通过逆变器连接至交流负载；所述继电器、电流检测模块、电压检测模块和场效应管分别与控制器相连接；所述电感L1的副绕组通过二极管连接至第二直流电压V2；其中，当第二直流电压V2传递直流电力到第一直流电压V1时，控制器控制继电器断开，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向DCDC转换器，其特征在于，包括：变压器、继电器、控制器、电流检测模块、电压检测模块、包含副绕组的电感、二极管和场效应管，所述电流检测模块与外部的第一直流电压相连接，所述电流测模块通过场效应管连接至变压器；所述变压器与继电器相连接，所述变压器通过场效应管连接至外部的第二直流电压；所述第二直流电压通过逆变器连接至交流负载；所述继电器、电流检测模块、电压检测模块和场效应管分别与控制器相连接；所述电感的副绕组通过二极管连接至第二直流电压；其中，当第二直流电压传递直流电力到第一直流电压时，控制器控制继电器断开，根据电压检测模块和电流检测模块所检测到的数据，关闭第一直流电压所发送的PWM信号，调整第二直流电压所发送的PWM信号的脉冲宽度；当第一直流电压传递直流电力到第二直流电压上时，控制器控制继电器闭合，根据电压检测模块和电流检测模块所检测到的数据，关闭发送到第二直流电压的PWM信号，调整第一直流电压所发送的PWM信号的脉冲宽度。

【技术特征摘要】
1.一种双向DCDC转换器，其特征在于，包括：变压器、继电器、控制器、电流检测模块、电压检测模块、包含副绕组的电感、二极管和场效应管，所述电流检测模块与外部的第一直流电压相连接，所述电流检测模块通过场效应管连接至变压器；所述变压器与继电器相连接，所述变压器通过场效应管连接至外部的第二直流电压；所述第二直流电压通过逆变器连接至交流负载；所述继电器、电流检测模块、电压检测模块和场效应管分别与控制器相连接；所述电感的副绕组通过二极管连接至第二直流电压；其中，当第二直流电压传递直流电力到第一直流电压时，控制器控制继电器断开，根据电压检测模块和电流检测模块所检测到的数据，关闭第一直流电压所发送的PWM信号，调整第二直流电压所发送的PWM信号的脉冲宽度；当第一直流电压传递直流电力到第二直流电压上时，控制器控制继电器闭合，根据电压检测模块和电流检测模块所检测到的数据，关闭发送到第二直流电压的PWM信号，调整第一直流电压所发送的PWM信号的脉冲宽度；所述场效应管包括第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管和第六场效应管，所述电流检测模块分别与第一场效应管的源极和第二场效应管的源极相连接，所述第一场效应管的栅极和第二场效应管的栅极分别与控制器相连接，所述第一场效应管的漏极和第二场效应管的漏极分别与变压器的原线圈相连接；所述变压器的副线圈分别与第三场效应管的源极和第四场效应管的源极相连接，所述第三场效应管的源极与第五场效应管的漏极相连接，所述第四场效应管的源极和第六场效应管的漏极相连接，所述第三场效应管的漏极和第四场效应管的漏极分别与第二直流电压相连接，所述第五场效应管的源极和第六场效应管的源极分别与第二直流电压相连接，所述第三场效应管的栅极、第四场效应管的栅极、第五场效应管的栅极和第六场效应管的栅极分别与控制器相连接；还包括电容和电感，所述二极管包括第七二极管和第八二极管，所述电容与第一直流电压并联，所述电容的一端通过电感连接至变压器的原线圈，所述电容的另一端连接至电流检测模块；所述第七二极管的阳极与电感的副绕组相连接，所述第七二极管的阴极与第二直流电压的正母线相连接；所述第八二极管的阴极与电感副绕组相连接，所述第八二极管的阳极与第二直流电压的负母线相连接；双向DCDC转换器工作于升压模式，所述第一直流电压传递直流电力到第二直流电压，所述第一场效应管和第二场效应管的栅极PWM信号的相位相差180°，控...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕安平，杨戈戈，邓超，
申请(专利权)人：深圳科士达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44