[发明专利]一种双向直流变换电路及其控制方法

权利要求书

1.一种双向直流变换电路，其特征在于：包括依次连接的原边滤波电容、原边全桥变换电路、变压器、副边变换电路和副边滤波电容，还包括电感和控制器，所述电感串联在所述变压器与所述原边全桥变换电路之间；所述原边全桥变换电路和所述副边变换电路均具备逆变和整流的功能；所述副边变换电路实现整流的方式包括全波整流、倍压整流和全桥整流；所述双向直流变换电路的前端和后端用于与具备双向能力的直流侧连接；所述控制器用于正向或反向控制所述原边全桥变换电路和所述副边变换电路的开通时序。

2.根据权利要求1所述的双向直流变换电路，其特征在于：所述电感为外接串联电感或者所述变压器的等效漏感或者所述变压器的漏感与外接串联电感的等效电感。

3.根据权利要求1所述的双向直流变换电路，其特征在于：所述直流侧为具备双向能力的电源、电路或者负载；所述直流侧的具体类型包括直流电源、电池、直流转交流的逆变器电路、或者交流整流变换为直流的变换电路；所述变压器为高频隔离变压器；所述原边全桥变换电路包括原边驱动电路和原边开关变换单元，所述原边驱动电路用于驱动所述原边开关变换单元；所述原边开关变换单元的主要元件为高频开关管，所述高频开关管具备反向并联的二极管。

4.根据权利要求1至3任一项所述的双向直流变换电路，其特征在于：所述双向直流变换电路的数量为两个以上，分别是至少一个第一子变换电路和至少一个第二子变换电路；所述第一子变换电路的前端与所述第二子变换电路的前端串联或并联，和/或所述第一子变换电路的后端与所述第二子变换电路的后端串联或并联；所述控制器的数量为一个以上，所述控制器用于正向或反向控制所述第一子变换电路和所述第二子变换电路的开通时序以及使所述第一子变换电路和所述第二子变换电路工作于同相位模式或错相位模式。

5.根据权利要求4所述的双向直流变换电路，其特征在于：所述错相位模式的错相相位包括1/(2N)个周期或者1/4个周期，N表示子变换电路的个数。

6.一种双向直流变换电路的控制方法，其特征在于：

所述双向直流变换电路包括依次连接的原边滤波电容、原边全桥变换电路、变压器、副边变换电路和副边滤波电容，还包括电感和控制器，所述电感串联在所述变压器与所述原边全桥变换电路之间；所述原边全桥变换电路和所述副边变换电路均具备逆变和整流的功能；所述控制器用于控制所述双向直流变换电路；

所述控制方法包括如下步骤：

反向控制所述双向直流变换电路的开通时序以使能量从副边传输到原边；

使所述副边变换电路工作于逆变状态，控制所述原边全桥变换电路使所述变压器的原边短路，所述电感进行储能；

控制所述原边全桥变换电路使所述变压器的原边解除短路，所述变压器的原边工作于整流状态，所述电感的电动势反向，所述电感的电压与所述变压器的线圈电压串联，从而使输出电压高于原输入电压按照所述变压器的匝数比变换后的原输出电压。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于所述副边变换电路为全桥变换电路，所述控制方法还包括如下步骤：

正向控制所述双向直流变换电路的开通时序以使能量从原边传输到副边；

使所述原边全桥变换电路工作于逆变状态，控制所述副边变换电路使所述变压器的副边短路，所述电感进行储能；

控制所述副边变换电路使所述变压器的副边解除短路，所述变压器的副边工作于整流状态，所述电感的电动势反向，所述电感的电压与原边电压一起施加在变压器的副边，从而使输出电压高于原输入电压按照所述变压器的匝数比变换后的原输出电压。

8.根据权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于：所述工作于整流状态包括工作于自由整流状态或者工作于同步整流状态；所述解除短路具体为使全桥变换电路中处于开通状态的至少一个开关管关断。