双向DC/DC变换器和系统技术方案

本申请涉及一种双向DC/DC变换器和系统，包括：飞跨电容模组、第一开关管，第二开关管、第三开关管、第四开关管、电感组、第一电压端、第二电压端、共地端；第一开关管的漏极连接第一电压端；第一开关管极的源极连接飞跨电容模组的第一端；第二开关管的漏极连接飞跨电容模组的第一端；第二开关管极的源极连接电感组的第一端；第三开关管的漏极连接电感组的第一端；第三开关管极的源极连接飞跨电容模组的第二端；第四开关管的漏极连接飞跨电容模组的第二端；第四开关管极的源极连接共地端；电感组的第二端连接第二电压端。

Bidirectional DC / DC converter and system

【技术实现步骤摘要】
双向DC/DC变换器和系统
本申请涉及电力能源相关
，具体涉及一种双向DC/DC变换器和系统。
技术介绍
随着科技和社会的迅速发展，人们对电源系统提出了更高的要求，以适应其在不同工业、科研环境下需求。在要求能充放电的系统，比如电动汽车、不允许断电的系统、光伏发电、航空电力等场合中，要求能量可以双向自由流通，而为此做两个电能变换器显然过于笨重，而且增加了成本。双向DC/DC变换器就在这样的背景下应运而生了，通过适当的控制，它可以让能量两个方向自由地流动，对比于制作两个电能变换器的方案，兼顾了变换器的体积、重量，还有成本，提高了效率。但是，目前的两电平双向DC/DC变换器开关管的电压应力大，电路的输入电压范围小，电磁干扰大的问题。
技术实现思路
本申请提供一种双向DC/DC变换器和系统，以解决目前的两电平双向DC/DC变换器开关管的电压应力大，电路的输入电压范围小，电磁干扰大的问题。基于本申请的第一方面，本申请提供一种双向DC/DC变换器，包括：飞跨电容模组、第一开关管，第二开关管、第三开关管、第四开关管、电感组、第一电压端，第二电压端，共地端；所述第一开关管的漏极连接所述第一电压端；所述第一开关管极的源极连接所述飞跨电容模组的第一端；所述第二开关管的漏极连接所述飞跨电容模组的第一端；所述第二开关管极的源极连接所述电感组的第一端；所述第三开关管的漏极连接所述电感组的第一端；所述第三开关管极的源极连接所述飞跨电容模组的第二端；所述第四开关管的漏极连接所述飞跨电容模组的第二端；所述第四开关管极的源极连接所述共地端；所述电感组的第二端连接所述第二电压端。可选的，还包括：第一滤波电容组和第二滤波电容组；所述第一滤波电容组的第一端连接所述第一电压端；所述第一滤波电容组的第二端连接所述共地端；所述第二滤波电容组的第一端连接所述第二电压端；所述第二滤波电容组的第二端连接所述共地端。可选的，所述第一开关管包括：第一场效应管和与所述第一场效应管反向并联的第一寄生二极管；所述第二开关管包括：第二场效应管和与所述第二场效应管反向并联的第二寄生二极管；所述第三开关管包括：第三场效应管和与所述第三场效应管反向并联的第三寄生二极管；所述第四开关管包括：第四场效应管和与所述第四场效应管反向并联的第四寄生二极管。可选的，所述飞跨电容模组为一个电容，或者，所述飞跨电容模组为至少两个电容并联组成。可选的，所述电感组为一个电感，或者，所述电感组为至少两个电感串联组成。可选的，还包括：控制电路；所述控制电路连接所述第一开关管的栅极，所述第二开关管的栅极、所述第三开关管的栅极和所述第四开关管的栅极，用于控制所述第一开关管，所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管的状态。可选的，所述第一开关管与所述第二开关管交错工作，相角差为180°；所述第三开关管与所述第四开关管交错工作，相角差为180°；所述第一开关管和所述第四开关管互补导通，所述第二开关管和所述第三开关管互补导通。基于本申请的第二方面，一种双向DC/DC变换系统，其特征在于，包括：如本申请第一方面提供的所述的双向DC/DC变换器、控制芯片和驱动电路；所述控制芯片通过所述驱动电路连接所述双向DC/DC变换器，控制所述双向DC/DC变换器的工作状态。可选的，所述驱动电路分别连接所述第一开关管的栅极、所述第二开关管的栅极、所述第三开关管的栅极和所述第四开关管的栅极。可选的，所述控制芯片用于控制所述第一开关管与所述第二开关管交错工作，相角差为180°，控制所述第三开关管与所述第四开关管交错工作，相角差为180°，控制所述第一开关管和所述第四开关管互补导通，控制所述第二开关管和所述第三开关管互补导通。本申请的提供的双向DC/DC变换器中，设置有飞跨电容模组，在正常工作时，飞跨电容模组保持为高端电压的一半。如此设置，可以减少各个开关管两端的电压，从而减少电磁干扰，降低开关管的电压应力，从而提高双向DC/DC变换器输入电压范围。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。图1为本申请一实施例提供的双向DC/DC变换器的结构示意图；图2为本申请一实施例提供的双向DC/DC变换器中D＞0.5时的主要原理波形图；图3为本申请一实施例提供的双向DC/DC变换器中D＞0.5电感电流交替变化的三电平双向变换器等效电路；图4为本申请一实施例提供的双向DC/DC变换器系统。附图标记：控制芯片-1、驱动电路-2、双向DC/DC变换器-3、飞跨电容模组-Cblack、第一开关管-Q1、第二开关管-Q2、第三开关管-Q3、第四开关管-Q4、第一寄生二极管-D1、第二寄生二极管-D2、第三寄生二极管-D3、第四寄生二极管-D4、电感组-L。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。随着科技和社会的发展相当迅速，人们对电源系统提出了更高的要求，以适应其在不同工业、科研环境下需求。在要求能充放电的系统，比如电动汽车、不允许断电的系统、光伏发电、航空电力等场合中，要求能量可以双向自由流通，而为此做两个电能变换器显然过于笨重，而且增加了成本。双向DC/DC变换器就在这样的背景下应运而生了，通过适当的控制，它可以让能量两个方向自由地流动，对比做两个电能变换器，兼顾了变换器的体积、重量，还有成本，提高了效率。但是，目前的两电平双向DC/DC变换器开关管的电压应力大，各个电压的变化波动大，电磁干扰较大，当电路的输入电压较大时，开关管的电压应力会过大，受到开关管的电压应力上限的影响，两电平双向DC/DC变换器的输入电压范围小。为了解决上述问题，专利技术人提供了一种双向DC/DC变换器和系统。实施例：图1为本申请的双向DC/DC变换器的结构示意图，如图1所示，本实施的双向DC/DC变换器包括：飞跨电容模组Cblack、第一开关管Q1，第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、电感组L、第一电压端，第二电压端，共地端；其中，第一电压端为图1中U1的正极，第二电压端为图1中U2的正极。共地端为图1中U2和U1的负极。第一开关管Q1的漏极连接第一电压端；第一开关管Q1极的源极连接飞跨电容模组Cblack的第一端；第二开关管Q2的漏极连接飞跨电容模组Cblack的一端；第二开关管Q2极的源极连接电感组L的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双向DC/DC变换器，其特征在于，包括：飞跨电容模组、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、电感组、第一电压端、第二电压端、共地端；/n所述第一开关管的漏极连接所述第一电压端；所述第一开关管极的源极连接所述飞跨电容模组的第一端；/n所述第二开关管的漏极连接、所述飞跨电容模组的第一端；所述第二开关管极的源极连接所述电感组的第一端；/n所述第三开关管的漏极连接所述电感组的第一端；所述第三开关管极的源极连接所述飞跨电容模组的第二端；/n所述第四开关管的漏极连接所述飞跨电容模组的第二端；所述第四开关管极的源极连接所述共地端；/n所述电感组的第二端连接所述第二电压端。/n

【技术特征摘要】
1.一种双向DC/DC变换器，其特征在于，包括：飞跨电容模组、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、电感组、第一电压端、第二电压端、共地端；
所述第一开关管的漏极连接所述第一电压端；所述第一开关管极的源极连接所述飞跨电容模组的第一端；
所述第二开关管的漏极连接、所述飞跨电容模组的第一端；所述第二开关管极的源极连接所述电感组的第一端；
所述第三开关管的漏极连接所述电感组的第一端；所述第三开关管极的源极连接所述飞跨电容模组的第二端；
所述第四开关管的漏极连接所述飞跨电容模组的第二端；所述第四开关管极的源极连接所述共地端；
所述电感组的第二端连接所述第二电压端。


2.根据权利要求1所述的双向DC/DC变换器，其特征在于，还包括：第一滤波电容组和第二滤波电容组；
所述第一滤波电容组的第一端连接所述第一电压端；所述第一滤波电容组的第二端连接所述共地端；
所述第二滤波电容组的第一端连接所述第二电压端；所述第二滤波电容组的第二端连接所述共地端。


3.根据权利要求1所述的双向DC/DC变换器，其特征在于，所述第一开关管包括：第一场效应管和与所述第一场效应管反向并联的第一寄生二极管；
所述第二开关管包括：第二场效应管和与所述第二场效应管反向并联的第二寄生二极管；
所述第三开关管包括：第三场效应管和与所述第三场效应管反向并联的第三寄生二极管；
所述第四开关管包括：第四场效应管和与所述第四场效应管反向并联的第四寄生二极管。


4.根据权利要求1所述的双向DC/DC变换器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢瑞强，张朋，李计福，
申请(专利权)人：河北电立方新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13