[发明专利]一种直流‑直流双向变换电路和供电电源

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种直流-直流双向变换电路和供电电源。

背景技术

目前，不间断电源(UPS，Uninterrupted Power Supply)为了保证不间断供电，电池通过特定电路挂接UPS中的功率因数校正(PFC，Power Factor Correction)电路上，或者挂接在PFC电路的直流母线上，UPS在使用过程中存在电池充放电的过程。在电池需要充电时，直流母线通过充电器电路为电池充电，充电器电路为一个Buck电路；在无市电或者市电低压时，电池通过放电器电路对直流母线升压，放电器电路为Boost电路。

对于小功率UPS来说，由于电池电压较低、直流母线的电压较高，两者压差较大，这使得充电器电路和放电器电路需要分开设计，充电器电路和放电器电路的元器件不能共用。当充电器电路工作时，放电器电路处于空闲状态，当放电器电路工作时，充电器电路处于空闲状态。

由于给UPS中挂接的电池配置的充电器电路和放电器电路是分开设计的，这增大了UPS的体积，提高了UPS的成本，降低了UPS的功率密度。

发明内容

本发明实施例提供了一种直流-直流双向变换电路和供电电源，用以解决目前给UPS中挂接的电池配置的充电器电路和放电器电路是分开设计的，这会导致UPS的体积增大、成本提高、功率密度降低的问题。

第一方面提供一种直流-直流双向变换电路，包括变压器、第一开关单元、第二开关单元、第一电容和第二电容；

所述变压器的原边绕组和副边绕组中的一组绕组、第一电容和第一开关单元串联构成第一支路，所述第一支路连接在电池组的正极和不间断电源的正直流母线之间，所述第二电容与所述第一支路并联；

所述变压器的原边绕组和副边绕组中的另一组绕组和第二开关单元串联构成第二支路，所述第二支路连接在所述电池组的正极和所述电池组的负极之间；所述电池组的负极与所述不间断电源的负直流母线相连。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述电路还包括第三电容，所述第三电容与所述第一开关单元并联。

结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述电路还包括第三开关单元；

所述变压器的原边绕组和副边绕组中的一组绕组和所述第一电容串联后的电路与所述第三开关单元并联，并联后的电路与所述第一开关单元串联。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述电路还包括第四电容；所述变压器的原边绕组和副边绕组中的一组绕组和所述第一电容串联后的电路，与所述第三开关单元和所述第四电容串联后的电路并联。

结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述电路还包括第一谐振电感，所述第一谐振电感串联在所述第一支路中。

结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述电路还包括第五电容，所述第五电容与所述第二开关单元并联。

结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，所述电路还包括第四开关单元和第六电容；

所述第四开关单元和所述第六电容串联后的电路与所述变压器的原边绕组和副边绕组中的另一组绕组并联，并联后的电路与所述第二开关单元串联。

结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，所述电路还包括第二谐振电感，所述第二谐振电感串联在所述第二支路中。

第二方面提供一种供电电源，包括不间断电源，以及第一方面和第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第七种可能的实现方式中的任一种直流-直流双向变换电路。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种直流-直流双向变换电路和供电电源可以通过设计变压器的原边绕组和副边绕组的匝数比来克服电池组的电压低于不间断电源的正、负直流母线上的电压的问题，从而在电池组充电和放电时可以共用该直流-直流双向变换电路，进而减小使用该直流-直流双向变换电路的UPS的体积，降低UPS的成本，并提高UPS的功率密度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的直流-直流双向变换电路的结构图之一；

图2为本发明实施例提供的直流-直流双向变换电路的结构图之二；

图3为本发明实施例提供的直流-直流双向变换电路的结构图之三；

图4为本发明实施例提供的直流-直流双向变换电路的结构图之四；

图5为本发明实施例提供的直流-直流双向变换电路的结构图之五；

图6为某一实际应用场景中的直流-直流双向变换电路的结构图。

具体实施方式