[发明专利]一种双向直流变换器

说明书

本申请公开了一种双向直流变换器，包括：全桥电路、电感器和第一全控型器件，全桥电路包括第一半桥和第二半桥，第一半桥包括第二全控型器件和第三全控型器件，第二半桥包括第四全控型器件和第五全控型器件；电感器的第一端与第一半桥的中点连接，电感器的第二端与第二半桥的中点连接，电感器的第三端与第一全控型器件的输入端连接，第一全控型器件的输出端与第三全控型器件和第五全控型器件的输出端相连。可见，本发明利用全桥电路、电感器和第一全控型器件，使得电路能够实现在六种双向工作模式间自由切换，增加了双向直流变换器的工作模式，同时提高了电压调节的宽度。

技术领域

本发明涉及直流变换电路领域，特别涉及一种双向直流变换器。

背景技术

降压、升压和降压-升压是三种最基本的电力电子直流功率变换器。随着动力电池和超级电容等储能装置的普及，双向电力电子功率变换器的收受到了广泛的关注和应用。最简单的双向变换器方案是将上述三种变换器中的续流二极管用全控型半导体开关代替。但是这种方案实现的双向变换器运行模式单一，很难满足电压宽范围变化时的应用需求。

现有技术中，利用一个电感器和一个全桥结构可以实现同一变换器在双向降压、升压和降压-升压三种运行模式间自由切换，如图1所示。但这种结构的电压传输比也仅限于d，d/(1-d)和1/(1-d)，其中，d为开关导通占空比。

因此，为了满足更宽范围的电压调节和同一变换器可以在更多的模式间自由切换，更灵活的双向多模式直流变换器结构有待继续研究。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双向直流变换器，以提供多种工作模式和更宽的电压调节范围。其具体方案如下：

一种双向直流变换器，包括：全桥电路、电感器和第一全控型器件，所述全桥电路包括第一半桥和第二半桥，所述第一半桥包括第二全控型器件和第三全控型器件，所述第二半桥包括第四全控型器件和第五全控型器件；其中，所述第二全控型器件与所述第三全控型器件串联，所述第四全控型器件与所述第五全控型器件串联，所述第三全控型器件和所述第五全控型器件的输出端相连，所述电感器的第一端与所述第一半桥的中点连接，所述电感器的第二端与所述第二半桥的中点连接，所述电感器的第三端与所述第一全控型器件的输入端连接，所述第一全控型器件的输出端与所述第三全控型器件和所述第五全控型器件的输出端相连，所述第一全控型器件、所述第二全控型器件、所述第三全控型器件、所述第四全控型器件和所述第五全控型器件的控制端均与控制电路连接；

其中，所述电感器为绕组具有相同绕制方向的电感器。

优选的，全控型器件为N沟道电力场效应晶体管，N沟道电力场效应晶体管的栅极作为全控型器件的控制端，N沟道电力场效应晶体管的漏极作为全控型器件的输入端，N沟道电力场效应晶体管的源极作为全控型器件的输出端。

优选的，全控型器件为P沟道电力场效应晶体管，P沟道电力场效应晶体管的栅极作为全控型器件的控制端，P沟道电力场效应晶体管的源极作为全控型器件的输入端，P沟道电力场效应晶体管的漏极作为全控型器件的输出端。

优选的，全控型器件为绝缘栅双极型晶体管，绝缘栅双极型晶体管的门极作为全控型器件的控制端，绝缘栅双极型晶体管的集电极作为全控型器件的输入端，绝缘栅双极型晶体管的发射极作为全控型器件的输出端。

优选的，所述电感器包括：抽头电感器器或耦合电感器；其中，所述耦合电感器为顺接。

优选的，还包括：

第一滤波电容与所述第一半桥并联，第二滤波电容与所述第二半桥并联。