[发明专利]一种双向直流‑直流变换器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种双向直流-直流变换器及其控制方法。

背景技术

双向直流-直流变换器是指在维持变换器两侧的直流电压极性不变的情况下，能够根据需要改变能量传输方向的直流-直流变换器。与采用两套单向的直流-直流变换器来达到能量双向传输的方案相比，双向直流-直流变换器由同一个变换器实现能量的双向传输，使用的总体器件数目少，可以更加快速地进行两个方向功率变换的切换，同时具有效率高、体积小、动态性能好、成本低等优势。

如图1所示为一种现有的双向直流-直流变换器，该双向直流-直流变换器存在的问题是：输入电压V1和输出电压V2需要有一定的电压差，当V1和V2相等或者很接近时，由于上下管开关器件需要插入一定的死区导致占空比不能达到100％，从而不能有效进行电压变换。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双向直流-直流变换器及其控制方法，以解决现有的双向直流-直流变换器，在输入电压V1和输出电压V2相等或者很接近时，不能有效进行电压变换的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供的一种双向直流-直流变换器，所述双向直流-直流变换器包括左桥臂、中间电容以及右桥臂；

所述左桥臂的第一端和所述右桥臂的第一端与所述中间电容的正极连接；

所述左桥臂的中点与所述双向直流-直流变换器的直流输入端的正极连接，所述右桥臂的中点与所述双向直流-直流变换器的直流输出端的正极连接；

所述左桥臂的第二端、所述右桥臂的第二端、所述双向直流-直流变换器的直流输入端的负极、所述中间电容的负极和所述双向直流-直流变换器的直流输出端的负极短接在一起。

根据本发明的另一个方面，提供的一种双向直流-直流变换器的控制方法，所述方法包括步骤：

通过左桥臂和中间电容将直流输入端电压转换为中间电压；然后通过右桥臂将所述中间电压转换为直流输出端电压；所述中间电压值大于所述直流输入端电压值、且大于所述直流输出端电压值

本发明实施例的双向直流-直流变换器及其控制方法，解决了现有的双向直流-直流变换器，在输入电压V1和输出电压V2相等或者很接近时，不能有效进行电压变换的问题；拓宽了应用场合。

附图说明

图1为现有的双向直流-直流变换器结构示意图；

图2为本发明实施例的双向直流-直流变换器结构示意图；

图3为本发明实施例的单桥臂的双向直流-直流变换器结构示意图；

图4为本发明实施例的双桥臂的双向直流-直流变换器结构示意图；

图5为本发明实施例的三桥臂的双向直流-直流变换器结构示意图；

图6为本发明实施例的三桥臂的双向直流-直流变换器应用在锂电池的结构示意图；

图7为本发明实施例的三桥臂的双向直流-直流变换器应用在锂电池的三相交错发波结构示意图；

图8为本发明实施例的三桥臂的双向直流-直流变换器应用在锂电池的左桥臂控制结构示意图；

图9为本发明实施例的三桥臂的双向直流-直流变换器应用在锂电池的右桥臂控制结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

第一实施例

如图2所示，本发明第一实施例提供一种双向直流-直流变换器，所述双向直流-直流变换器包括输入电容11、左桥臂12、中间电容13、右桥臂14以及输出电容15；

所述左桥臂12的第一端和所述右桥臂14的第一端与所述中间电容13的正极连接；

所述左桥臂12的中点与所述双向直流-直流变换器的直流输入端V1的正极连接，所述右桥臂14的中点与所述双向直流-直流变换器的直流输出端V2的正极连接；

所述左桥臂12的第二端、所述右桥臂14的第二端、所述双向直流-直流变换器的直流输入端V1的负极、所述中间电容13的负极以及所述双向直流-直流变换器的直流输出端V2的负极短接在一起；其中直流输入端V1可以为可变或固定输入电压，直流输出端V2可以为可变或固定输出电压。