[实用新型]一种高效隔离式双向直流变换器

说明书

本实用新型公开了一种高效隔离式双向直流变换器，包括双向直流变换器主电路、检测模块、控制模块和驱动模块；检测模块采集双向直流变换器主电路的输出电压，采集到的电压信号经过控制模块的PID控制器和PWM调制器后得到驱动信号，驱动信号经过驱动模块的放大，进行控制双向直流变换器主电路的功率开关管，控制方式采用移相控制方式，通过改变驱动信号的移相角α实现能量的双向传输。本实用新型提供的高效隔离式双向直流变换器，体积小，结构简单，能够实现变换器软开关，提高效率，所提出的控制方法简单，能够提高系统的稳定性，优化系统的性能指标。

技术领域

本实用新型属于电力电子领域，尤其涉及一种高效隔离式双向直流变换器。

背景技术

电动汽车电源系统的性能是决定电动汽车性能的重要因素之一，在广泛使用超级电容-蓄电池组的电源系统中，双向直流变换器起着重要的作用，不仅能够切换能量流动的方向，还可以保证汽车行驶的稳定性以及合理的回收能量，提高能量利用效率，节省能源减小排放污染。

传统的隔离式双向直流变换器体积大，成本高，工作效率低，电气应力大，控制方法复杂，具有较差的可靠性，所以如何设计出高效率低成本的隔离式双向DC-DC变换器是该领域研究的热点。

发明内容

本实用新型的目的就在于解决上述问题而提供一种高效隔离式双向直流变换器。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种高效隔离式双向直流变换器，其特征是，包括双向直流变换器主电路、

检测模块、控制模块、驱动模块，所述双向直流变换器主电路分别连接检测模块和驱动模块，所述检测模块和驱动模块连接控制模块。

进一步的，所述双向直流变换器主电路包括钳位电容C1、钳位电容C2，电

容C3、电容C4、线圈漏感L1、线圈漏感L2、变压器Z、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、功率开关管Q1、功率开关管Q2、功率开关管Q3、功率开关管Q4、电源U1、负载U2，所述变压器Z包括线圈W1和线圈W2，所述电源U1的正极分别连接钳位电容C1的第一端和线圈漏感L1的第一端，所述线圈漏感L1的第二端连接线圈W1的同名端，所述钳位电容C1的第二端分别连接二极管D2的阴极和功率开关管Q2的漏极，所述线圈W1的异名端分别连接二极管D2的阳极、功率开关管Q2的源极、二极管D1的阴极、功率开关管Q1的漏极，所述电源U1的负极分别连接二极管D1的阳极和功率开关管Q1的源极, 所述负载U2的正极分别连接钳位电容C2的第一端和线圈漏感L2的第一端，所述线圈漏感L2的第二端连接线圈W2的同名端，所述钳位电容C2的第二端分别连接二极管D2的阴极和功率开关管Q2的漏极，所述线圈W2的异名端分别连接二极管D4的阳极、功率开关管Q4的源极、二极管D3的阴极、功率开关管Q3的漏极，所述负载U2的负极分别连接二极管D3的阳极和功率开关管Q3的源极。

进一步的，所述检测模块用于采集负载U2的电压信号V2，将电压信号V2

进行调理后传输到控制模块。

进一步的，所述控制模块将电压信号V2与给定电压信号Vref比较，得到的

差值信号传输到PID控制器，输出的移相角α经过PWM调制器得到驱动信号S1、S2、S3、S4，驱动信号S1和驱动信号S2为180°互补工作，驱动信号S3和驱动信号S4为180°互补工作，驱动信号S1与驱动信号S3相位差由移相角α控制。

进一步的，所述驱动模块将驱动信号S1、S2、S3、S4放大后，分别控制功

率开关管Q1、功率开关管Q2、功率开关管Q3、功率开关管Q4的导通与关断。

进一步的，所述能量自电源U1向负载U2方向流动时，功率开关管Q1导通