[发明专利]一种双向DC-DC变换电路

说明书

本发明公开了一种双向DC‑DC变换电路，包括两个变压器、4个开关管整流电路和两个与变压器对应的原边电路，原边电路包括逆变电路和LC谐振电路；逆变电路的输出端接LC谐振电路的输入端，变压器的原边绕组串接在LC谐振电路中；逆变电路的输入端接直流输入端，变压器的副边包括4个副边绕组；两个变压器对应的副边绕组并接后接对应的开关管整流电路的输入端，第一开关管整流电路的输出端与第三开关管整流电路的输出端串接后接直流输出端；第二开关管整流电路的输出端与第一开关管整流电路的输出端并接，第四开关管整流电路的输出端与第三开关管整流电路的输出端并接。本发明能实现输入、输出的自动均压，器件损坏的风险小，整个电路的可靠性好。

技术领域

本发明涉及DC变换，尤其涉及一种双向DC-DC变换电路。

背景技术

在大功率高压直流到直流变换领域，为了满足体积小、功率大、安全可靠的需求，需要隔离高功率密度的拓扑结构。LLC电路在谐振开关频率附近可以实现全负载范围的开关器件软开关，在高开关频率下实现较小的开关损耗。高开关频率可以减小磁性元器件体积，从而实现高功率密度。LLC电路在电力电子领域，应用也越来越广。但是在大功率应用场合，采用单一磁性元器件体积会加大，会导致整个产品的体积加大，不利于产品的整体设计。为了解决这一问题，可以采用多组分立磁性元器件进行组串，也可以采用多路拓扑进行组串，进行功率分摊输出。

申请号为CN201210212527.1的发明公开了一种串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，主电路包括两个拥有相同结构的输入端相互串联输出端相互串联的全桥双向DC/DC变换电路，每个全桥双向DC/DC变换电路包括输入侧全桥电路和输出侧全桥电路，两者之间通过谐振电路和高频变压器连接。其中全桥电路用于整流和逆变，谐振电路用于软开关控制，高频变压器用于隔离和变压。

该发明因为多路元器件的磁性器件很难做到完全一致，包括其他开关器件的寄生参数的差异等等，经常会导致几路组串功率单元的功率不均衡。功率不均衡会导致其中的过载的功率单元发热过大，带来器件损坏的风险，严重影响了整个电路的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电路均衡、可靠性好的双向DC-DC变换电路。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种双向DC-DC变换电路，包括直流输入端、直流输出端、两个变压器、4个开关管整流电路和两个与变压器对应的原边电路，原边电路包括逆变电路和LC谐振电路；逆变电路的输出端接LC谐振电路的输入端，变压器的原边绕组串接在对应原边电路的LC谐振电路中；逆变电路的输入端接直流输入端，变压器的副边包括4个副边绕组；两个变压器对应的副边绕组并接后接对应的开关管整流电路的输入端，第一开关管整流电路的输出端与第三开关管整流电路的输出端串接后接直流输出端；第二开关管整流电路的输出端与第一开关管整流电路的输出端并接，第四开关管整流电路的输出端与第三开关管整流电路的输出端并接；所述的逆变电路反向为整流电路，所述的开关管整流电路反向为第三逆变电路。

以上所述的双向DC-DC变换电路，第一变压器的第一副边绕组和第二变压器的第一副边绕组并联后接第一开关管整流电路的输入端，第一变压器的第二副边绕组和第二变压器的第二副边绕组并联后接第三开关管整流电路的输入端，第一变压器的第三副边绕组和第二变压器的第三副边绕组并联后接第二开关管整流电路的输入端，第一变压器的第四副边绕组和第四变压器的第二副边绕组并联后接第四开关管整流电路的输入端。

以上所述的双向DC-DC变换电路，变压器的原边绕组包括第一原边绕组和第二原边绕组，第一原边绕组与第二原边绕组串接；变压器的第一副边绕组和第二副边绕组与第一原边绕组耦合，变压器的第三副边绕组和第四副边绕组与第二原边绕组耦合。

以上所述的双向DC-DC变换电路，其特征在于变压器包括第一分变压器和第二分变压器，第一分变压器包括所述的第一原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组，第二分变压器包括所述的第二原边绕组、第三副边绕组和第四副边绕组。