[实用新型]一种高变比双向半桥倍流变换器

说明书

本实用新型提供了电力电子领域的一种高变比双向半桥倍流变换器，包括一低压电源V1、一高压电源V2、一高频变压器Tx、一电容C3、一隔直电容Cb、一倍流整流电路、一半桥电路以及一半桥分压电路；所述高频变压器Tx的原边的匝数为Np，所述高频变压器Tx的副边的匝数为Ns；所述低压电源V1、电容C3以及倍流整流电路相互并联，所述倍流整流电路与高频变压器Tx的原边连接；所述高压电源V2、半桥电路以及半桥分压电路相互并联；所述隔直电容Cb的一端与高频变压器Tx的副边的c端连接，另一端与半桥电路连接；所述高频变压器Tx的副边的d端与半桥分压电路连接。本实用新型的优点在于：降低了电流纹波以及开关管应力，提升了变换器的安全性以及变比，且结构简单、控制方法简单。

技术领域

本实用新型涉及电力电子领域，特别指一种高变比双向半桥倍流变换器。

背景技术

双向DC/DC变换器是一种既能实现能量双向传输又能实现电气隔离的DC-DC变换拓扑，在电动汽车系统、电能质量调节系统、电池储能系统、可再生能源发电以及光伏微电网储能系统领域有广阔的应用前景。与其它拓扑相比，该类拓扑利用变压器进行能量双向传输，可以实现低压端和高压端之间的高变比能量双向转换，具备主电路的开关管容易实现软开关、功耗低、效率高、体积小等特点，因而广泛应用于开关电源等电力电子产品领域。

传统的变换器包括如下三种类型：

其一是非隔离型单向并联DC/DC变换器，该变换器由两个或者多个单向DC/DC变换器并联组成；这种变换器的优点是功率可以并联成很大，但是存在如下缺点：并联单向DC/DC变换器数量多，设计成本高，体积大，控制方法复杂，并且输入和输出不隔离，安全性低，电源存在异常后对负载的损害大，在安全性高的一些应用场合上不适用。

其二是隔离电压型双向DC/DC变换器，该变换器包括一组电气隔离变压器，两组高频整流/逆变单元；这种变换器的优点是通过电压进行控制，响应速度较快，但是存在如下缺点：开关管存在压降，低压侧的电压不能过低，并且输入端没有电感结构而只有储能电容，不适合电压变比很大并且输入端要求较小电流纹波的场合。

其三是移相控制双向DC/DC变换器，该变换器包括一组电气隔离变压器，一组电感单元，两组高频整流/逆变单元；这种变换器的优点是利用移相控制两边的开关信号的相位差，可以使能量从一侧转移到另一侧，具备软开关方式，工作效率高，但是存在如下缺点：控制方法较复杂，并且两侧开关管都在工作，电路中存在很大的环流，开关管电流应力大。

因此，如何提供一种电流纹波小、开关管应力小、安全性高、高变比、结构简单且控制方法简单的变换器，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种高变比双向半桥倍流变换器，实现降低电流纹波以及开关管应力，提升变换器的安全性以及变比，且结构简单、控制方法简单。

本实用新型是这样实现的：一种高变比双向半桥倍流变换器，包括一低压电源V1、一高压电源V2、一高频变压器Tx、一电容C3、一隔直电容Cb、一倍流整流电路、一半桥电路以及一半桥分压电路；所述高频变压器Tx的原边的匝数为Np，所述高频变压器Tx的副边的匝数为Ns；所述低压电源V1、电容C3以及倍流整流电路相互并联，所述倍流整流电路与高频变压器Tx的原边连接；所述高压电源V2、半桥电路以及半桥分压电路相互并联；所述隔直电容Cb的一端与高频变压器Tx的副边的c端连接，另一端与半桥电路连接；所述高频变压器Tx的副边的d端与半桥分压电路连接。

进一步地，所述倍流整流电路包括一电感L1、一电感L2、一开关二级管M1以及一开关二级管M2；所述电感L1的一端与低压电源V1的正极连接，另一端与所述开关二级管M1以及高频变压器Tx的原边的a端连接；所述电感L2的一端与低压电源V1的正极连接，另一端与所述开关二级管M2以及高频变压器Tx的原边的b端连接；所述开关二级管M1以及开关二级管M2均与低压电源V1的负极连接。