[发明专利]一种双向DC/DC电力转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种双向DC/DC电力转换装置。

背景技术

随着绿色可再生能源、电池化成与分容、电动汽车领域不断发展，越来越多需求高效的双向的隔离的直流变换器及其控制策略实现能量的双向流动。现有的双向隔离DC/DC电力转换装置一般采用硬开关结构，硬开关会造成电力转换装置的整机效率降低，且限制了整个电路的工作频率，成本高且体积较大。

在电池的化成和分容领域，需要对电池充电同时也需要放电。最好的方式能够实现高效AC/DC双向流动，充电的时候从电网取电，放电的馈网。这就需要高效的双向AC/DC和DC/DC进行级联。本发明采用一级谐振的、隔离的高效DC/DC变换器与其级联，实现调制和整流器件的软开关，轻松解决高变比、低压大电流，转换效率低，体积大、成本高等问题。

发明内容

本发明实施例通过提供一种双向DC/DC电力转换装置，具体为谐振隔离双向DC/DC电力转换装置，用于解决现有技术中隔离双向DC/DC电力转换装置高变比、低压大电流、且电力转换效率低、体积大、成本高等技术问题。

本发明一实施例提供了一种双向DC/DC电力转换装置，所述双向DC/DC电力转换装置包括第一逆变/整流单元、LLC谐振单元、第二整流/逆变单元和控制器，其中：

所述第一逆变/整流单元、LLC谐振单元和第二整流/逆变单元依次连接；

所述控制器分别与所述第一逆变/整流单元的控制端和所述第二整流/逆变单元的控制端相连接；

所述控制器用于分别控制所述第一逆变/整流单元和所述第二整流/逆变单元按照以下模式工作：

在所述双向DC/DC电力转换装置进行正向DC/DC变换时，控制所述第一逆变/整流单元实现ZVS导通并对直流电源的输出电压进行逆变转换，所述LLC谐振单元对所述第一逆变/整流单元输出的交流电进行谐振变换，控制所述第二整流/逆变单元对所述LLC谐振单元输出的交流电进行整流转换；

在所述双向DC/DC电力转换装置进行反向DC/DC变换时，控制所述第二整流/逆变单元实现ZVS导通并对直流电源的输出电压进行逆变转换，所述LLC谐振单元对所述第二整流/逆变单元输出的交流电进行谐振转换，控制所述第一逆变/整流单元对所述LLC谐振单元输出的交流电进行整流转换。

可选的，所述控制器通过PFM分别控制所述第一逆变/整流单元和所述第二整流/逆变单元。

可选的，在所述双向DC/DC电力转换装置进行正向DC/DC变换时，当所述双向DC/DC电力转换装置的工作频率大于谐振频率时，控制所述第一逆变/整流单元和所述第二整流/逆变单元中的功率开关管的占空比均为50％，当所述双向DC/DC电力转换装置的工作频率不大于谐振频率时，控制所述第一逆变/整流单元中的功率开关管的占空比为50％，控制所述第二整流/逆变单元中的功率开关管的占空比小于50％；

在所述双向DC/DC电力转换装置进行反向DC/DC变换时，当所述双向DC/DC电力转换装置的工作频率大于谐振频率时，控制所述第一逆变/整流单元和所述第二整流/逆变单元中的功率开关管的占空比均为50％，当所述双向DC/DC电力转换装置的工作频率不大于谐振频率时，控制所述第二整流/逆变单元中的功率开关管的占空比等于50％，控制所述第一逆变/整流单元中的功率开关管的占空比小于50％。

可选的，所述控制器通过PWM分别控制所述第一逆变/整流单元和所述第二整流/逆变单元。

可选的，在所述双向DC/DC电力转换装置进行正向DC/DC变换时，若所述双向DC/DC电力转换装置的工作频率大于谐振频率时，控制所述第一逆变/整流单元和所述第二整流/逆变单元中的功率开关管的占空比均小于50％，若所述双向DC/DC电力转换装置的工作频率不大于谐振频率时，控制所述第一逆变/整流单元中的功率开关管的占空比小于等于50％，控制所述第二整流/逆变单元中的功率开关管的占空比小于50％；

在所述双向DC/DC电力转换装置进行反向DC/DC变换时，当所述双向DC/DC电力转换装置的工作频率大于谐振频率时，控制所述第一逆变/整流单元和所述第二整流/逆变单元中的功率开关管的占空比均小于50％，当所述双向DC/DC电力转换装置的工作频率不大于谐振频率时，控制所述第二整流/逆变单元中的功率开关管的占空比小于等于50％，控制所述第一逆变/整流单元中的功率开关管的占空比小于50％。

可选的，所述控制器还用于分别控制所述第一逆变/整流单元和所述第二整流/逆变单元实现ZCS关断。