双向DC/DC电路和车载电源制造技术

技术编号：43402359 阅读：0 留言：0更新日期：2024-11-22 17:42

本申请公开了一种双向DC/DC电路和车载电源，双向DC/DC电路包括高压侧电路、变压器以及低压侧电路，高压侧电路包括第一直流电压源、逆变器、储能电感以及储能电容，低压侧电路包括第二直流电压源、第一开关管和第二开关管；其中，在能量转换方向为逆向的单个周期内，关断第一开关管，导通第二开关管，以通过变压器将低压侧电路提供的能量升压充能至储能电容；并在储能电容充能完成时，导通第一开关管，关断第二开关管，以向第一直流电压源输出储能电容存储的能量。本申请有利于在实现逆向预充供能的同时，简化电路结构，缩小电路体积。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电能变换，具体涉及一种双向dc/dc电路和车载电源。

技术介绍

1、目前，预充逆变实现的方案主要有两种，一种是为电路单独配置一个独立的升压电路，另一种是将升压电路集成在原有电路的低压端，两种方案均能实现低压转高压的逆向预充功能。然而，两种方案所形成的电路均存在体积较大，冗余度高，占用空间多的问题。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种双向dc/dc电路和车载电源，以期在实现能量转换和逆向预充功能的同时，简化电路结构，缩小电路体积。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种双向dc/dc电路，所述双向dc/dc电路包括高压侧电路、变压器以及低压侧电路；

3、所述高压侧电路包括第一直流电压源、逆变器、储能电感以及储能电容，所述逆变器和所述第一直流电压源并联，所述逆变器包括至少一个桥臂，所述变压器的高压侧绕组的第一端与所述储能电感连接，并通过与所述储能电感串联的所述储能电容与所述逆变器连接，所述高压侧绕组的第二端与所述逆变器连接；

4、所述低压侧电路包括第二直流电压源、第一开关管和第二开关管，所述第一开关管的第一端和所述变压器的第一低压侧绕组的第二端连接，所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第二端连接，所述第一低压侧绕组的第一端和所述第二低压侧绕组的第二端连接，所述第二低压侧绕组的第一端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二直流电压源的第一端与所述第一低压侧绕组的第一端连接，所述第二直流电源的第二端与所述第一开关管的第二端连接；

<p>5、所述变压器包括所述高压侧绕组和所述低压侧绕组，所述变压器用于在能量转换方向为正向时，将所述高压侧电路提供的能量降压输出至所述第二直流电压源，并用于在能量转换方向为逆向时，将所述低压侧电路提供的能量升压输出至所述第一直流电压源；

6、其中，在能量转换方向为逆向的单个周期内，关断所述第一开关管，导通所述第二开关管，以通过所述变压器将所述低压侧电路提供的能量升压充能至所述储能电容；并在所述储能电容充能完成时，导通所述第一开关管，关断所述第二开关管，以向所述第一直流电压源输出所述储能电容存储的能量。

7、在一个可能的示例中，所述高压侧电路还包括第三开关管和二极管，所述第三开关管的第一端连接于所述储能电感和所述储能电容的连接端，所述第三开关管的第二端和所述二极管的第一端连接，所述二极管的第二端与所述高压侧绕组的第二端连接。

8、在一个可能的示例中，在所述能量转换方向为逆向的单个周期内，关断所述第三开关管，以通过所述变压器将所述低压侧电路提供的能量升压充能至所述储能电容，并在所述第一直流电压源的电压需求小于或等于预设电压时，向所述第一直流电压源输出所述储能电容存储的能量。

9、在一个可能的示例中，在能量转换方向为逆向的单个周期内；

10、在关断所述第一开关管，导通所述第二开关管的过程中，关断所述第三开关管，以通过所述变压器将所述低压侧电路提供的能量升压充能至所述储能电容；

11、在导通所述第一开关管，关断所述第二开关管的过程中，导通所述第三开关管，以在所述第一直流电压源的电压需求大于预设电压时，通过所述变压器将所述低压侧电路提供的能量升压充能至所述储能电感；并在所述储能电感充能完成时，关断所述第三开关管，以向所述第一直流电压源输出所述储能电容和所述储能电感存储的能量。

12、在一个可能的示例中，所述逆变器包括第一桥臂，所述第一桥臂包括第一上开关管和第一下开关管，所述第一上开关管的第一端与所述第一直流电压源连接，所述第一上开关管的第二端与所述第一下开关管的第一端连接，所述第一下开关管的第二端与所述第一直流电压源连接，所述储能电容的第二端与所述储能电感连接，所述储能电容的第一端连接于所述第一下开关管的第一端，所述高压侧绕组的第二端与所述第一下开关管的第二端连接；

13、在能量转换方向为逆向的单个周期内，在关断所述第一开关管，导通所述第二开关管的过程中，关断所述第一上开关管，导通所述第一下开关管，以形成通过所述变压器将所述低压侧电路提供的能量升压充能至所述储能电容的电回路；且在导通所述第一开关管，关断所述第二开关管的过程中，导通所述第一上开关管，关断所述第一下开关管，以形成向所述第一直流电压源输出能量的电回路。

14、在一个可能的示例中，所述逆变器包括与所述第一直流电压源并联的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂包括串联的第一上开关管和第一下开关管，所述第二桥臂包括串联的第二上开关管和第二下开关管，所述储能电容的第二端与所述储能电感连接，所述储能电容的第一端连接于所述第一下开关管用于与所述第一上开关管连接的第一端，所述高压侧绕组的第二端连接于所述第二上开关管和所述第二下开关管的连接端；

15、在能量转换方向为逆向的单个周期内，在关断所述第一开关管，导通所述第二开关管的过程中，导通所述第一上开关管和所述第二上开关管，关断所述第一下开关管和所述第二下开关管；或者，在关断所述第一开关管，导通所述第二开关管的过程中，导通所述第一下开关管和所述第二下开关管，关断所述第一上开关管和所述第二上开关管，以形成通过所述变压器将所述低压侧电路提供的能量升压充能至所述储能电容的电回路；且在导通所述第一开关管，关断所述第二开关管的过程中，导通所述第一上开关管和所述第二下开关管，关断所述第一下开关管和所述第二上开关管，以形成向所述第一直流电压源输出能量的电回路。

16、在一个可能的示例中，在导通所述第三开关管的过程中，关断所述逆变器的所有开关管，以形成通过所述变压器将所述低压侧电路提供的能量升压充能至所述储能电感的电回路。

17、在一个可能的示例中，在能量转换方向为逆向时，通过调节所述第一开关管和所述第二开关管的频率或占空比，实现所述第一直流电压源输出电压范围的调节。

18、在一个可能的示例中，在导通所述第三开关管时，通过调节所述第三开关管的占空比，实现所述第一直流电压源输出电压范围的调节。

19、第二方面，本申请实施例提供了一种车载电源，所述车载电源包括上述第一方面中所描述的部分或全内容，所述车载电源应用于电动汽车。

20、可以看出，本申请提供的双向dc/dc电路，包括高压侧电路、变压器以及低压侧电路；高压侧电路包括第一直流电压源、逆变器、储能电感以及储能电容，逆变器和第一直流电压源并联，逆变器包括至少一个桥臂，变压器的高压侧绕组的第一端与储能电感连接，并通过与储能电感串联的储能电容与逆变器连接，高压侧绕组的第二端与逆变器连接；低压侧电路包括第二直流电压源、第一开关管和第二开关管，第一开关管的第一端和变压器的第一低压侧绕组的第二端连接，第一开关管的第二端和第二开关管的第二端连接，第一低压侧绕组的第一端和第二低压侧绕组的第二端连接，第二低压侧绕组的第一端与第二开关管的第一端连接，第二直流电压源的第一端与第一低压侧绕组的第一端连接，第二直流电源的第二端与第一开关管的第二端连接；变压器包括高压侧绕组本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双向DC/DC电路，其特征在于，所述双向DC/DC电路包括高压侧电路、变压器以及低压侧电路；

2.如权利要求1所述的双向DC/DC电路，其特征在于，所述高压侧电路还包括第三开关管和二极管，所述第三开关管的第一端连接于所述储能电感和所述储能电容的连接端，所述第三开关管的第二端和所述二极管的第一端连接，所述二极管的第二端与所述高压侧绕组的第二端连接。

3.如权利要求2所述的双向DC/DC电路，其特征在于，在所述能量转换方向为逆向的单个周期内，关断所述第三开关管，以通过所述变压器将所述低压侧电路提供的能量升压充能至所述储能电容，并在所述第一直流电压源的电压需求小于或等于预设电压时，向所述第一直流电压源输出所述储能电容存储的能量。

4.如权利要求2所述的双向DC/DC电路，其特征在于，在能量转换方向为逆向的单个周期内；

5.如权利要求1至4中任意一项所述的双向DC/DC电路，其特征在于，所述逆变器包括第一桥臂，所述第一桥臂包括第一上开关管和第一下开关管，所述第一上开关管的第一端与所述第一直流电压源连接，所述第一上开关管的第二端与所述

6.如权利要求1至4中任意一项所述的双向DC/DC电路，其特征在于，所述逆变器包括与所述第一直流电压源并联的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂包括串联的第一上开关管和第一下开关管，所述第二桥臂包括串联的第二上开关管和第二下开关管，所述储能电容的第二端与所述储能电感连接，所述储能电容的第一端连接于所述第一下开关管用于与所述第一上开关管连接的第一端，所述高压侧绕组的第二端连接于所述第二上开关管和所述第二下开关管的连接端；

7.如权利要求4所述的双向DC/DC电路，其特征在于，在导通所述第三开关管的过程中，关断所述逆变器的所有开关管，以形成通过所述变压器将所述低压侧电路提供的能量升压充能至所述储能电感的电回路。

8.如权利要求1至4中任意一项所述的双向DC/DC电路，其特征在于，在能量转换方向为逆向时，通过调节所述第一开关管和所述第二开关管的频率或占空比，实现所述第一直流电压源输出电压范围的调节。

9.如权利要求4中任意所述的双向DC/DC电路，其特征在于，在导通所述第三开关管时，通过调节所述第三开关管的占空比，实现所述第一直流电压源输出电压范围的调节。

10.一种车载电源，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的双向DC/DC电路，所述车载电源应用于电动汽车。

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【技术特征摘要】

1.一种双向dc/dc电路，其特征在于，所述双向dc/dc电路包括高压侧电路、变压器以及低压侧电路；

2.如权利要求1所述的双向dc/dc电路，其特征在于，所述高压侧电路还包括第三开关管和二极管，所述第三开关管的第一端连接于所述储能电感和所述储能电容的连接端，所述第三开关管的第二端和所述二极管的第一端连接，所述二极管的第二端与所述高压侧绕组的第二端连接。

3.如权利要求2所述的双向dc/dc电路，其特征在于，在所述能量转换方向为逆向的单个周期内，关断所述第三开关管，以通过所述变压器将所述低压侧电路提供的能量升压充能至所述储能电容，并在所述第一直流电压源的电压需求小于或等于预设电压时，向所述第一直流电压源输出所述储能电容存储的能量。

4.如权利要求2所述的双向dc/dc电路，其特征在于，在能量转换方向为逆向的单个周期内；

5.如权利要求1至4中任意一项所述的双向dc/dc电路，其特征在于，所述逆变器包括第一桥臂，所述第一桥臂包括第一上开关管和第一下开关管，所述第一上开关管的第一端与所述第一直流电压源连接，所述第一上开关管的第二端与所述第一下开关管的第一端连接，所述第一下开关管的第二端与所述第一直流电压源连接，所述储能电容的第二端与所述储能电感连接，所述储能电容的第一端连接于所述第一下开关管的第一端，所述高压侧绕组...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯君浩，谢飞，胡定高，吴壬华，
申请(专利权)人：深圳欣锐科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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