【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，具体涉及一种单级式单相双向变流器及。
技术介绍
1、双向变流器是一种用于在交流电源和直流电源之间进行转换的设备。它们通常由一个交流电源输入和一个直流电源输出组成，可以将交流电源转换为直流电源，或者将直流电源转换为交流电源，可以将交流电源的电压改变为所需的电压。
2、变流器在电力系统中扮演着重要的角色，它们可以帮助电力系统中的电源和负载之间的电压匹配，从而提高电力系统的稳定性和效率。双向变流器通常用于太阳能电池系统、电动汽车、电池储能系统和逆变器系统等。它们可以帮助将不同类型的电源连接在一起，从而使得电力系统更加灵活和可调。
3、通常用单相全桥电路,前级为buck-boost型双向dc-dc变换器实现电池组与母线电压之间的能量传递,后级由单相双向全桥型变换器实现直流母线与交流电网交互。单相全桥型拓扑具有三相全桥拓扑相同的优点，传统全桥电路技术成熟、相匹配的poweric和控制策略运用多,但是两级式拓扑不仅需要解耦电容，还会影响寿命和降低功率密度。并且电路中需要多个开关管和驱动，导致电路复杂。
4、为此，需要一种技术方案，能够在不影响器件使用寿命的情况下，保证功率密度简化电路。
技术实现思路
1、本申请旨在提供用于一种单级式单相双向变流器，通过本专利技术的电路方案设计在不影响器件使用寿命的情况下，保证功率密度并简化电路，实现单级隔离型单相双向变流。
2、根据本申请的一方面，提供一种单级式单相双向变流器，包括：>
3、单级式交流直流转换模块，所述单级式交流直流转换模块具有第一交流输入端口和第二交流输入端口以及第一直流端口和第二直流端口，所述单级式交流直流转换模块包括：
4、第一dc-dc变换器，所述第一dc-dc变换器具有第一极性输入端口和第二极性输入端口以及第一极性输出端口和第二极性输出端口，
5、第二dc-dc变换器，所述第二dc-dc变换器具有第一极性输入端口和第二极性输入端口以及第一极性输出端口和第二极性输出端口，
6、其中，所述第一dc-dc变换器的第一极性输入端口电连接至所述第一交流输入端口，所述第二dc-dc变换器的第一极性输入端口电连接至所述第二交流输入端口，所述第一dc-dc变换器的第二极性输入端口电连接至所述第二dc-dc变换器的第二极性输入端口；
7、所述第一dc-dc变换器的第一极性输出端口、所述第二dc-dc变换器的第一极性输出端口电连接至所述第一直流端口，所述第一dc-dc变换器的第二极性输出端口、所述第二dc-dc变换器的第二极性输出端口电连接至所述第二直流端口。
8、根据一些实施例，所述单级式单相双向变流器还包括：
9、交流侧滤波模块，电连接于交流电源输入端口与所述单级式交流直流转换模块之间，其中所述交流侧滤波模块共用所述单级式交流直流转换模块的半桥电容。
10、根据一些实施例，所述单级式单相双向变流器还包括：
11、直流侧滤波器，电连接于所述第一直流端口与所述第二直流端口之间。
12、根据一些实施例，所述第一dc-dc变换器包括第一隔离变压器；
13、所述第二dc-dc变换器包括第二隔离变压器；
14、所述第一隔离变压器和所述第二隔离变压器共用副边。
15、根据一些实施例，所述第一隔离变压器和所述第二隔离变压器为高频隔离变压器。
16、根据一些实施例，在所述单相交流电压信号的正半周，所述第一dc-dc变换器工作于dc-dc模态，所述第二dc-dc变换器处于短接模态；
17、在所述单相交流电压信号的负半周，所述第二dc-dc变换器工作于dc-dc模态，所述第一dc-dc变换器处于短接模态。
18、根据一些实施例，在所述单相交流电压信号的正半周，所述第二dc-dc变换器的第一极性输入端口和第二极性输入端口短接，所述第一dc-dc变换器的第二极性输入端口通过所述第二dc-dc变换器短接至所述第二交流输入端口；
19、在所述单相交流电压信号的负半周，所述第一dc-dc变换器的第一极性输入端口和第二极性输入端口短接，所述第二dc-dc变换器的第二极性输入端口通过所述第一dc-dc变换器短接至所述第一交流输入端口。
20、根据一些实施例，所述第一极性输入端口为正极输入端口或负极输入端口，所述第二极性输入端口相应地为负极输入端口或正极输入端口。
21、根据一些实施例，所述第一dc-dc变换器包括第一开关元件、第二开关元件、第一电容器和第二电容器构成的半桥电路以及第一隔离变压器，其中：
22、所述第一开关元件具有第一端、第二端及控制端，所述控制端控制所述第一开关元件导通或关闭；
23、所述第二开关元件具有第一端、第二端及控制端，所述控制端控制所述第二开关元件导通或关闭；
24、所述第二开关元件与所述第一开关元件串联连接在所述第一dc-dc变换器的第一极性输入端口和第二极性输入端口之间，所述第一电容器与所述第二电容器串联连接在所述第一dc-dc变换器的第一极性输入端口和第二极性输入端口之间；
25、所述第一隔离变压器的原边绕组连接在所述第二开关元件与所述第一开关元件之间的串联节点和所述第一电容器与所述第二电容器的串联节点之间；
26、所述第二dc-dc变换器包括：第三开关元件、第四开关元件、第三电容器和第四电容器构成的半桥电路以及第二隔离变压器，其中：
27、所述第三开关元件具有第一端、第二端及控制端，所述控制端控制所述第一开关元件导通或关闭；
28、所述第四开关元件具有第一端、第二端及控制端，所述控制端控制所述第二开关元件导通或关闭；
29、所述第三开关元件与所述第四开关元件串联连接在所述第二dc-dc变换器的第一极性输入端口和第二极性输入端口之间，所述第三电容器与所述第四电容器串联连接在所述第二dc-dc变换器的第一极性输入端口和第二极性输入端口之间；
30、所述第二隔离变压器的原边绕组连接在所述第三开关元件与所述第四开关元件之间的串联节点和所述第三电容器与所述第四电容器的串联节点之间；
31、所述第一隔离变压器与所述第二隔离变压器共用副边绕组。
32、根据本申请的另一方面，提供一种车载充电设备，包括：
33、所述车载充电设备应用上述的单级式单相双向变流器电路。
34、根据本申请的实施例，通过应用单级式电路结构，以及所述交流滤波器与所述单级式交流直流转换模块共用半桥电容，简化了电路结构，降低了功率损耗。应用高频隔离式变压器不仅提高了电路的安全性，更能够在降噪的同时提高电能质量。更有两种实现电路的连接方式，能够使电路适应不同应用场景。
35、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的，并不能限制本申请。
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1.一种单级式单相双向变流器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的单级式单相双向变流器，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的单级式单相双向变流器，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求1所述的单级式单相双向变流器，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的单级式单相双向变流器，其特征在于，所述第一隔离变压器和所述第二隔离变压器为高频隔离变压器。
6.根据权利要求1所述的单级式单相双向变流器，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的单级式单相双向变流器，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的单级式单相双向变流器，其特征在于，所述第一极性输入端口为正极输入端口或负极输入端口，所述第二极性输入端口相应地为负极输入端口或正极输入端口。
9.根据权利要求1所述的单级式单相双向变流器，其特征在于，
10.一种车载充电设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9任一项所述的单级式单相双向变流器。
【技术特征摘要】
1.一种单级式单相双向变流器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的单级式单相双向变流器，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的单级式单相双向变流器，其特征在于，还包括：
4.根据权利要求1所述的单级式单相双向变流器，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的单级式单相双向变流器，其特征在于，所述第一隔离变压器和所述第二隔离变压器为高频隔离变压器。
6.根据权利要求1所述的单级式单...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈俐宏，郝世强，徐晨汀，
申请(专利权)人：浙江富特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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