[发明专利]一种高频隔离双向DC-DC变换器

说明书

本发明公开了一种高频隔离双向DC‑DC变换器，包括逆变电路、谐振电路、变压器以及整流电路，其中，所述谐振电路包括第一电感、第二电感、第一电容以及开关，所述第二电感和开关串联后的两端分别连接第一电感的一端与变压器初级绕组的异名端，并连接至逆变电路，所述第一电容两端分别连接第一电感的另一端与变压器初级绕组的同名端，所述变压器的次级绕组连接整流电路的输入侧，所述整流电路的输出侧以及逆变电路的输入侧分别作为该高频隔离双向DC‑DC变换器的第二外接端和第一外接端。本发明中的谐振电路在能量正反向流动时的等效电路均为多元件谐振电路，正反向工作时损耗较小，可有效提升变换器的输出电压范围，实现宽电压范围输出。

技术领域

本发明涉及电源转换技术领域，更具体地涉及一种高频隔离双向DC-DC变换器。

背景技术

双向DC-DC变换器是能够根据需要调节能量双向传输的直流/直流的变换器，其主要运用于储能系统、车载电源系统、回馈充放电系统、混合能源电动汽车等场合。

在传统的LLC谐振双向变换器中，无论正反向工作均能够实现原边侧开关管的ZVS导通以及整流侧二极管的ZCS导通，但其在能量反向流动时，其电路特性不再是LLC谐振特性而退化为LC谐振特性，LC谐振最大的电压增益变为1，大大降低了反向工作时的电压增益，使输出电压范围极大变窄，因此不太适合工作在宽范围能量双向流动的状态，限制了其应用场景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种正反向工作时损耗较小，能提升输出电压范围的高频隔离双向DC-DC变换器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高频隔离双向DC-DC变换器，包括逆变电路、谐振电路、变压器以及整流电路，其中，所述谐振电路包括第一电感、第二电感、第一电容以及开关，所述第二电感和开关串联后的两端分别连接第一电感的一端和变压器初级绕组的异名端，并连接至逆变电路，所述第一电容两端分别连接第一电感的另一端和变压器初级绕组的同名端，所述变压器的次级绕组连接整流电路的输入侧，所述整流电路的输出侧以及逆变电路的输入侧分别作为该高频隔离双向DC-DC变换器的第二外接端和第一外接端。

其进一步技术方案为：所述变压器还包括有第三电感，所述第三电感并联于变压器初级绕组的同名端和异名端之间。

其进一步技术方案为：所述逆变电路包括四个开关管，每两个开关管串联构成一个桥臂，两个桥臂并联后其两端作为高频隔离双向DC-DC变换器的第一外接端，所述第二电感和开关串联后的两端分别连接至两个桥臂的中点。

其进一步技术方案为：所述逆变电路两个电容和两个开关管，两个电容和两个开关管分别串联构成一个桥臂，两个桥臂并联后其两端作为双向DC-DC变换器的第一外接端，所述第二电感和开关串联后的两端分别连接至两个桥臂的中点。

其进一步技术方案为：所述整流电路包括四个开关管，每两个开关管串联构成一个桥臂，两个桥臂并联后其两端作为高频隔离双向DC-DC变换器的第二外接端，所述变压器次级绕组的同名端和异名端分别连接至两个桥臂的中点。

其进一步技术方案为：所述逆变电路包括两个开关管，两个所述开关管串联构成一个桥臂，该桥臂两端作为高频隔离双向DC-DC变换器的第一外接端，所述第二电感和开关串联后的两端分别连接桥臂的中点与最下端/最上端；且所述谐振电路还包括第二电容，所第二电容连接于第二电感和逆变电路之间。

其进一步技术方案为：所述高频隔离双向DC-DC变换器还包括第一滤波电容和第二滤波电容，所述第一滤波电容两端连接至逆变电路的输入侧，所述第二滤波电容两端连接至整流电路的输出侧。