[发明专利]一种双向直流变换电路及开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及电源技术，尤其涉及一种双向直流变换电路及开关电源。

背景技术

在使用蓄电池作为储能装置的系统中，比如并离网逆变器、独立光伏逆变器、UPS（Uninterruptible Power System，不间断电源系统）等电源产品中，经常涉及到能量的储存和释放。能量往电池里储存的过程称为电池充电过程，能量从电池里释放出来的过程称为电池放电过程。在充电和放电过程中需要不同的直流变换电路来进行整流、升压或降压。

现有技术中，在充电过程通常使用正激或反激拓扑作为充电电路，放电过程通常采用推挽拓扑作为放电电路，即在充电过程中使用一种直流变换电路进行整流降压，在放电过程中使用另一种直流变换电路进行整流升压。这样，充放电需要采用两个不同的直流变换电路，导致电源的体积增加，同时也增加了电源产品的成本。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种双向直流变换电路及开关电源，实现了充电和放电双重功能，从而减小了电源的体积，降低了电源的成本。

一方面，本发明实施例提供了一种双向直流变换电路，所述电路包括：LLC变换电路和Boost-Buck变换电路，

所述LLC变换电路包括第一全桥变换电路、谐振电路和第二全桥变换电路，所述第一全桥变换电路的第一端用于与电池的正极相连，所述第一全桥变换电路的第二端用于与所述电池的负极相连，所述第一全桥变换电路的第三端与所述谐振电路的第一端相连，所述第一全桥变换电路的第四端与所述谐振电路的第二端相连，所述谐振电路的第三端与所述第二全桥变换电路的第一端相连，所述谐振电路的第四端与所述第二全桥变换电路的第二端相连，所述第二全桥变换电路的第三端和第四端分别与所述Boost-Buck变换电路相连；

在对所述电池的充电过程中，所述Boost-Buck变换电路用于对母线电容的直流电压进行第一次降压；所述第二全桥变换电路用于将所述Boost-Buck变换电路降压后的直流电压转换成交流方波电压；所述谐振电路用于对所述交流方波电压进行第二次降压，并将交流方波电压转换成交流正弦电压；所述第一全桥变换电路用于对所述谐振电路输出的交流正弦电压进行整流、滤波后，输出给所述电池；

在所述电池的放电过程中，所述第一全桥变换电路用于将所述电池输出的直流电压转换成交流方波电压；所述谐振电路用于对所述交流方波电压进行第一次升压，并将交流方波电压转换成交流正弦电压；所述第二全桥变换电路用于对所述谐振电路输出的交流正弦电压进行整流、滤波后输出给所述Boost-Buck变换电路进行第二次升压。

进一步的，所述Boost-Buck变换电路包括第一电感、第一开关管和第二开关管，所述第一电感的第一端与所述第二全桥变换电路的第三端相连，所述第一电感的第二端与所述第一开关管的源极和所述第二开关管的漏极相连，所述第一开关管的漏极用于与所述母线电容的第一极板相连，所述第二开关管的源极与所述第二全桥变换电路的第四端相连，所述第二开关管的源极用于与所述母线电容的第二极板相连。

进一步的，所述第一全桥变换电路包括：第一电容、第三开关管、第四开关管、第五开关管和第六开关管，所述第一电容的第一极板用于与所述电池的正极相连，所述第一电容的第二极板用于所述电池的负极相连，所述第三开关管的漏极与所述第五开关管的漏极和所述第一电容的第一极板相连，所述第三开关管的源极与所述第四开关管的漏极和所述谐振电路的第一端相连，所述第四开关管的源极和所述第六开关管的源极和所述第一电容的第二极板相连，所述第五开关管的源极和所述第六开关管的漏极和所述谐振电路的第二端相连。

进一步的，所述第二全桥变换电路包括：第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管和第二电容，所述七开关管的源极与所述第八开关管的漏极和所述谐振电路的第三端相连，所述第七开关管的漏极与所述第九开关管的漏极和所述第一电感的第一端相连，所述第八开关管的源极和所述第十开关管的源极和所述第二开关管的源极相连，所述第九开关管的源极与所述第十开关管的漏极和所述谐振电路的第四端相连，所述第二电容的第一极板与所述第九开关管的漏极相连，所述第二电容的第二极板与所述第十开关管的源极相连。

进一步的，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第九开关管和第十开关管均为MOS管或IGBT管。