一种高频隔离双向变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种高频隔离双向变换器，包括开关电路、谐振电路、变压器以及全桥开关电路，所述全桥开关电路以及开关电路的一侧分别作为该高频隔离双向变换器的第二外接侧和第一外接侧，其中，所述谐振电路包括第一电感、第二电感、第一电容、第二电容以及选择开关，所述第二电容的一端连接第一电容和第二电感的一端，所述第二电感的该一端还通过选择开关连接第一电容/第二电容的另一端，所述第二电容的该另一端还连接第一电感的一端，所述第一电容和第二电感的另一端连接开关电路，所述第二电感的该另一端和第一电感的另一端连接变压器的初级绕组，所述变压器的次级绕组连接全桥开关电路的桥臂的中点。关电路的桥臂的中点。关电路的桥臂的中点。

【技术实现步骤摘要】
一种高频隔离双向变换器


[0001]本专利技术涉及电源转换
，更具体地涉及一种高频隔离双向变换器。

技术介绍

[0002]双向DC
‑
DC变换器是能够根据需要调节能量双向传输的直流/直流的变换器，其主要运用于储能系统、车载电源系统、回馈充放电系统、混合能源电动汽车等场合。
[0003]在传统的LLC谐振双向变换器中，无论正反向工作均能够实现原边侧开关管的ZVS导通以及整流侧开关管的ZCS关断，但其在能量反向流动时，其电路特性不再是LLC谐振特性而退化为LC谐振特性，LC谐振最大的电压增益变为1，大大降低了反向工作时的电压增益，使工作电压范围极大变窄，因此不太适合工作在宽电压范围能量双向流动的状态，限制了其应用场景。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种正反向工作时增益均无损耗，能提升工作电压范围的高频隔离双向变换器。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种高频隔离双向变换器，包括开关电路、谐振电路、变压器以及全桥开关电路，所述全桥开关电路以及开关电路的一侧分别作为该高频隔离双向变换器的第二外接侧和第一外接侧，其中，所述谐振电路包括第一电感、第二电感、第一电容、第二电容以及选择开关，所述第二电容的一端连接第一电容和第二电感的一端，所述第二电感的该一端还通过选择开关连接第一电容/第二电容的另一端，以在高频隔离双向变换器工作在第一状态时通过选择开关连接至第一电容，在第二状态时通过选择开关连接至第二电容，所述第二电容的该另一端还连接第一电感的一端，所述第一电容和第二电感的另一端连接开关电路，所述第二电感的该另一端和第一电感的另一端连接变压器的初级绕组，所述变压器的次级绕组连接全桥开关电路的桥臂的中点，其中，在所述第一状态时，电力从所述第一外接侧传输到第二外接侧，而在所述第二状态时，电力从第二外接侧传输到第一外接侧。
[0006]其进一步技术方案为：所述开关电路包括两个开关管，两个所述开关管串联构成一个桥臂，该桥臂两端作为高频隔离双向变换器的第一外接侧，所述第一电容和第二电感分别连接至开关电路的桥臂的中点和最下端。
[0007]其进一步技术方案为：所述开关电路包括两个开关管，两个所述开关管串联构成一个桥臂，该桥臂两端作为高频隔离双向变换器的第一外接侧，所述第一电容和第二电感分别连接至开关电路的桥臂的最上端和中点。
[0008]其进一步技术方案为：所述开关电路包括四个开关管，每两个开关管串联构成一个桥臂，两个桥臂并联后其两端作为高频隔离双向变换器的第一外接侧，所述第一电容和第二电感分别连接至开关电路的两个桥臂的中点。
[0009]其进一步技术方案为：所述全桥开关电路包括四个开关管，每两个开关管串联构
成一个桥臂，两个桥臂并联后其两端作为高频隔离双向变换器的第二外接侧，所述变压器次级绕组的同名端和异名端分别连接至两个桥臂的中点。
[0010]其进一步技术方案为：所述高频隔离双向变换器还包括第一滤波电容和第二滤波电容，所述第一滤波电容两端连接至高频隔离双向变换器的第一外接侧，所述第二滤波电容两端连接至第二外接侧。
[0011]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种高频隔离双向变换器，包括开关电路、谐振电路、变压器以及全桥开关电路，所述全桥开关电路以及开关电路的一侧分别作为该高频隔离双向变换器的第二外接侧和第一外接侧，其中，所述谐振电路包括第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容以及选择开关，所述第二电容两端分别连接第三电感和第一电感的一端，所述第三电感的另一端连接第一电容的一端，所述第二电感的一端连接于第三电感和第二电容之间，且第二电感的该一端还通过选择开关连接于第一电容/第一电感的另一端，以在高频隔离双向变换器工作在第一状态时通过选择开关连接至第一电容，在第二状态时通过选择开关连接至第一电感，所述第一电容的该另一端和第二电感的另一端连接开关电路，所述第二电感的该另一端和第一电感的另一端连接变压器的初级绕组，所述变压器的次级绕组连接全桥开关电路的桥臂的中点，其中，在所述第一状态时，电力从所述第一外接侧传输到第二外接侧，而在所述第二状态时，电力从第二外接侧传输到第一外接侧。
[0012]与现有技术相比，本专利技术高频隔离双向变换器中的谐振电路在能量正反向流动时的等效电路相同，正反向工作时增益均无损耗，解决了传统LLC谐振电路反向不能同等性能工作的问题，即本专利技术高频隔离双向变换器在能量反向流动时可升压，可有效提升变换器的输入输出电压范围，实现宽电压范围变换。
附图说明
[0013]图1是本专利技术高频隔离双向变换器第一实施例的电路示意图。
[0014]图2是本专利技术高频隔离双向变换器第二实施例的电路示意图。
[0015]图3是本专利技术高频隔离双向变换器第三实施例的电路示意图。
具体实施方式
[0016]为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本专利技术的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步的阐述。
[0017]参照图1，图1为本专利技术高频隔离双向变换器10第一实施例的电路示意图。在附图所示的实施例中，所述高频隔离双向变换器10包括开关电路11、谐振电路12、变压器T1以及全桥开关电路14，所述全桥开关电路14以及开关电路11的一侧分别作为该高频隔离双向变换器10的第二外接侧和第一外接侧，以连接负载和电源，其中，所述谐振电路12包括第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1、第二电感L2以及选择开关S，所述第二电容C2的一端连接第一电容C1和第二电感L2的一端，所述第二电感L2的该一端还通过选择开关S连接第一电容C1/第二电容C2的另一端，以在高频隔离双向变换器10工作在第一状态时通过选择开关S连接至第一电容C1的另一端，在第二状态时通过选择开关S连接至第二电容C2的另一端，所述第二电容C2的该另一端还连接第一电感L1的一端，所述第一电容C1和第二电感L2的另一端
连接开关电路11，所述第二电感L2的该另一端和第一电感L1的另一端连接变压器T1的初级绕组，所述变压器T1的次级绕组连接全桥开关电路14的桥臂的中点，其中，在所述第一状态时，电力从所述第一外接侧传输到第二外接侧，而在所述第二状态时，电力从第二外接侧传输到第一外接侧，即当能量正向流动时高频隔离双向变换器10的工作状态为第一状态，能量反向流动时高频隔离双向变换器10工作状态为第二状态。优选地，所述第一电感L1和第二电感L2的电感量相同。
[0018]本实施例中，当能量正向流动时，即当电力从所述第一外接侧传输到第二外接侧时，高频隔离双向变换器10的第一外接侧作为直流输入端，可外接电源，其第二外接侧作为直流输出端，可外接负载；而当能量反向流动时，即当电力从第二外接侧传输到第一外接侧时，高频隔离双向变换器10的第二外接侧作为直流输入端，其第一外接侧作为直流输出端。本专利技术高频隔离双向变换器10中的谐振电路12在能量正向流动时，第一电容C1被短路，而在能量反向流动时，第二电容C2被短路，使得谐振电路1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频隔离双向变换器，其特征在于：所述高频隔离双向变换器包括开关电路、谐振电路、变压器以及全桥开关电路，所述全桥开关电路以及开关电路的一侧分别作为该高频隔离双向变换器的第二外接侧和第一外接侧，其中，所述谐振电路包括第一电感、第二电感、第一电容、第二电容以及选择开关，所述第二电容的一端连接第一电容和第二电感的一端，所述第二电感的该一端还通过选择开关连接第一电容/第二电容的另一端，以在高频隔离双向变换器工作在第一状态时通过选择开关连接至第一电容，在第二状态时通过选择开关连接至第二电容，所述第二电容的该另一端还连接第一电感的一端，所述第一电容和第二电感的另一端连接开关电路，所述第二电感的该另一端和第一电感的另一端连接变压器的初级绕组，所述变压器的次级绕组连接全桥开关电路的桥臂的中点，其中，在所述第一状态时，电力从所述第一外接侧传输到第二外接侧，而在所述第二状态时，电力从第二外接侧传输到第一外接侧。2.如权利要求1所述的高频隔离双向变换器，其特征在于：所述开关电路包括两个开关管，两个所述开关管串联构成一个桥臂，该桥臂两端作为高频隔离双向变换器的第一外接侧，所述第一电容和第二电感分别连接至开关电路的桥臂的中点和最下端。3.如权利要求1所述的高频隔离双向变换器，其特征在于：所述开关电路包括两个开关管，两个所述开关管串联构成一个桥臂，该桥臂两端作为高频隔离双向变换器的第一外接侧，所述第一电容和第二电感分别连接至开关电路的桥臂的最上端和中点。4.如权利要求1所述的高频隔离双向变换器，其特征在于：所述开关电路包括四个开关管，每两个开关管串联构成一个桥臂，两个桥臂并联后其两端作为高频隔离双向变...

【专利技术属性】
技术研发人员：向小路，陈强，
申请(专利权)人：深圳深源技术能源有限公司，
类型：发明
国别省市：