[实用新型]一种AC-DC-DC变换器

说明书

本实用新型提供一种AC‑DC‑DC变换器，包括单相交流电u_s、电感L_s、电容C₁、开关管T₁、开关管T₂、开关管T₃、开关管T₄、续流二极管D₁、续流二极管D₂、续流二极管D₃、续流二极管D₄、直流侧滤波电容C、负载电阻R、第一全桥模块、电感L_r、变压器T、第二全桥模块、电感L_f、电容C₂、电阻R₀、负载电流采样器、输出电压采样器、比例积分器、电压比例放大器、电流比例放大器、电压陷波器、电流陷波器、输出电压控制器、加法器、电压减法器、电流减法器、二次纹波控制器、移相控制器、电流最大幅值控制器、电流环控制器及驱动控制器。本实用新型可以抑制二次纹波干扰。

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种AC-DC-DC变换器。

背景技术

隔离型AC-DC-DC变换器通过两级变换器实现交直流变换，既能实现功率双向变换，又能实现输入、输出端之间的电气隔离。具有灵活控制，同时兼顾电池充放电性能与电网电能质量等优点、广泛应用于稳压电源、电动汽车、智能电网等领域，其电路结构如图1所示。单相全桥整流器将输入的单相交流电u_s变换为直流电u₁，再通过双向隔离DC-DC变换器输出稳定的直流电压u₂。但前级AC-DC变换器的瞬时功率中含有两倍电网频率的交流分量，这个脉动会对后级DC-DC变换器造成纹波过大。

电池对充放电电压精度要求很高，为了保证输出电压的高精度与低纹波，通常的解决方案是在单相全桥整流器输出端加入额外较大的LC滤波元件(二次滤波器)来平衡脉动功率，二次纹波倍频信号与输入信号频域较近，滤波频率与带宽需准确计算，才能在滤除二次纹波时，又不影响正常的信号。此控制方式电路及控制结构简单，但精度不高，输出还是会存在二次纹波干扰，同时额外的LC滤波元件降低了效率、加大了成本，导致变换器整体体积变大，不能满足小型化变换器的需求。如果取消了LC滤波元件，低频脉动将会影响后级的双向隔离DC-DC变换器正常工作。因此，通过控制算法对单相AC-DC-DC变换器进行二次纹波抑制是一种解决方案。

针对此类电路拓扑存在的缺陷，通过解析二次纹波分量在AC-DC-DC变换器中的传递机理，发明了一种AC-DC-DC变换器。在减少二次滤波元件的条件下，使DC-DC输出端二次纹波分量大幅减少。不仅实现了电路的优化，同时又能改善输出电压的稳定性，提高变换器的整体效率。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种AC-DC-DC变换器，减少电路元件，缩小成本，提高效率。

本实用新型的问题是这样实现的：一种AC-DC-DC变换器，包括前级的单相全桥整流器、后级的双向隔离DC-DC变换器和运放控制电路，所述单相全桥整流器包括单相交流电u_s、电感L_s、整流桥模块及电容C₁，所述整流桥模块包括开关管T₁、开关管T₂、开关管T₃、开关管T₄、续流二极管D₁、续流二极管D₂、续流二极管D₃、续流二极管D₄、直流侧滤波电容C及负载电阻R；所述双向隔离DC-DC变换器包括第一全桥模块、电感L_r、变压器T、第二全桥模块、电感L_f、电容C₂及电阻R₀；所述运放控制电路包括负载电流采样器、输出电压采样器、比例积分器、电压比例放大器、电流比例放大器、电压陷波器、电流陷波器、输出电压控制器、加法器、电压减法器、电流减法器、二次纹波控制器、移相控制器、电流最大幅值控制器、电流环控制器及驱动控制器；