[发明专利]串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器

说明书

技术领域

本发明涉及双向DC/DC变换器，特别涉及一种串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器。

背景技术

双向DC/DC变换器具有使用功率器件少，体积小，功率密度高以及自动调节能量传输方向等优点，它已被广泛的应用在UPS系统、航天电源系统、电动汽车驱动及蓄电池充放电维护等场合。而采用高频隔离的双向DC/DC变换器，更是实现大功率电力电子变压器在新能源发电、电能质量调节、分布式发电中应用，以及实现无工频变压器大功率变频器在中高压大功率交流传动系统中应用的关键环节。

随着科学与生产的迅猛发展和对环境保护和节约能源的要求，对双向DC/DC变换器的需求越来越多。传统的隔离式双向DC/DC变换器电路拓扑种类繁多、各具特色。但总体来看，都可以认为是全桥电路、半桥电路、推挽电路的不同组合或它们的变形电路的不同组合。目前，应用于较大功率场合的隔离型双向DC/DC变换器的拓扑结构主要为：双半桥拓扑和双全桥拓扑。

双半桥结构和双全桥结构主要适合用于电压不高中等功率应用场合的情况，当应用在高压大功率场合时，双全桥和双半桥结构中的开关管承受的电压应力为输入或输出电压，其相应的开关损耗较大，降低了变换器的效率，且鉴于当前的功率开关管电压水平，这种结构的变换器输入输出电压范围受到很大限制，难以实现在高电压大功率条件下的应用。

在应用双向DC/DC变换器的场合中，都要求尽可能的减小变换器的体积和重量，而提高开关管的工作频率可以实现小型化的要求，所以双向DC/DC变换器的高频化对于提高整个变换器的功率密度具有重要的意义。但是在提高开关频率的同时，又带来了开关管的开关损耗问题。因此采用谐振、移相控制等软开关技术，能有效的降低开关损耗，是双向DC/DC变换器能否高频化运行的关键。

发明内容

本发明的目的是克服现有的全桥拓扑或半桥拓扑结构的双向DC/DC变换器不适用于高电压大功率应用场合的缺陷，本发明提供一种输入串联输出串联全桥高频隔离双向DC/DC变换器，可以在不同的输入/输出电压和负载变化的情况下，通过移相调节使系统能够传输最大功率，拓宽开关管的软开关实现范围，降低器件的电压等级，减小器件的电压应力及器件的损耗，提高系统的效率。

为达到上述目的，本发明提供了一种输入串联输出串联全桥高频隔离双向DC/DC变换器，包括主回路及其移相控制电路，所述主回路包括第一全桥双向DC/DC变换电路和第二全桥双向DC/DC变换电路，两个全桥双向DC/DC变换电路的输入端串联连接，两个全桥双向DC/DC变换电路的输出端串联连接，两个全桥双向DC/DC变换电路结构相同，分别包括：

输入侧全桥电路和输出侧全桥电路，分别用于整流和逆变，具有相同的结构；

第一谐振电路和第二谐振电路，用于软开关控制；

高频变压器，用于隔离和变压。