[实用新型]升降压双向直流变换器

说明书

技术领域

本发明属于电力变流领域，实现了一种直流电与另一种直流电的电能双向变换，可以广泛应用于电源系统、智能微网、储能、电机驱动和制动等系统中。 

背景技术

直流变换器将一种直流电转换成另一种或多种直流电的电能变换器是直流开关电源的主要部件，双向直流变换器则可实现能量的双向传输，升降压双向直流变换器是指直流电一端的电压与另一端的电压没有特别要求，不必一端必须高于另一端。升降压双向直流变换器广泛应用在新能源储能系统、智能微网系统、电机变频驱动和制动等领域。尤其随着新能源技术的发展，需要升降压双向变换的系统功率容量越来越高，直流变换器的两端电压也越来越高。面向这种应用，传统的拓扑结构越来越难于实现，或有成本较高、效率较低等缺点。 

发明内容

本发明提出了一种升降压双向直流变换器，创新的实现了高可靠、高效率、低成本的对两种直流电的双向变换，并且对两端的电压关系没有限制。 

本发明的技术方案(对照附图)是： 

直流输入输出端V1端正极连接开关管S11，V1端负极连接开关管S12，直流输入输出另一端V2端正极连接开关管S21，V2端负极连接开关管S22，开关管S11和开关管S21之间连接电感L1，开关管S12和开关管S22之间连接电感L2，电感L1和电感L2与开关管S11和开关管S12的连接一侧接点之间连接有升续电路(升续电路为升压和续流电路的简称)，电感L1和电感L2与开关管S11和开关管S12的连接一侧接点之间也连接有升续电路；开关管S11、开关管S12、开关管S21、开关管S22是双向的，或并联有反向二极管(图中的D11、D12、D21、D22)，或开关管内部集成了反向二极管；升续电路有两种实现电路，一种是无箝位升续电路(如图1中所示)，一种是中点箝位升续电路(如图2中所示)；无箝位升续电路是一个升续开关管构成(如图1中，V1端的S10，V2端的S20)，此升续开关管(S10和S20)是双向的，或并联有反向二极管(V1端D10，V2端D20)，或开关管内部集成了反向二极管；中点箝位升续电路是在直流输入输出端正负极之间串联两个电容，其中V1端正负极之间串联电容C11和电容C12，V2端正负极之间串联电容C21和电容C22，在电感L1和电感L2之间连接串联两个升续开关管，其中开关管S11和电感L1连接处与开关管S12和电感L2连接处之间串联开关管S13和开关管S14，在开关管S21和电感L1连接处与开关管S22和电感L2连接处之间串联开关管S23和开关管S24，电容C11和电容C12之间的中点与开关管S13和开关管S14之间的中点相连，电容C21和电容C22之间的中点与开关管S23和开关管S24之间的中点相连，开关管S13、开关管S14、开关管S23、开关管S24是双向的，或并联有反向二极管(V1端D13和D14，V2端D23和D24)，或开关管内部集成了反向二极管；每个双向变换器中的两个升续电路(V1侧和V2侧)可以都采用有中点箝位升续电路，或都采用无箝位升续电路，或一侧采用中点箝位升续电路另一侧采用无箝位升续电路的混合结构。 

本发明的有益效果是： 

本发明的拓扑电路实现了功率的双向变换，并且对直流电两端电压关系没有特别要求，一端电压可以高于或低于另一端电压，并且本发明的拓扑上下对称，所以对开关管的耐压要求降低了50％，从而降低了最终产品的成本，并且提高了变换效率，提高了系统可靠性，更适用于高电压和高容量的系统。 

附图说明

本说明书有五个附图： 

图1，采用无箝位升续电路的升降压双向直流变换器； 

图2，采用中点箝位升续电路的升降压双向直流变换器； 

图3，采用混合升续电路的升降压双向直流变换器； 

图4，降压工作状态示意图； 

图5，升压工作状态示意图； 

具体实施方式

图4、图5是使用本发明的升降压双向直流变换器的工作示意图，两图示意了电能从V1侧流向V2侧的工作状态。由于电路两侧是对称结构，所以电能从V2侧流向V1的工作原理与V1侧到V2侧相同。