[实用新型]一种三电平双向DC-DC转换电路和变换器

说明书

本实用新型涉及电路设计技术领域，具体涉及一种三电平双向DC‑DC转换电路和DC‑DC变换器，该转换电路包括BAT侧、双半桥及输出LC滤波器，其采用第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4的互补导通，T1与T4、T2与T3交错180度的PWM控制方式,在硬件电路设计同一工况下使三电平双向DC/DC变换器的电感的感量的设计只有两电平双向DC/DC变换器的1/4；四个晶体管上的应力只有母线电压的一半，晶体管上的开关频率可大大降低，同时电路的动态响应速度快。

技术领域

本实用新型涉及电路设计技术领域，具体涉及一种三电平双向DC-DC转换电路和DC-DC变换器。

背景技术

由于光伏发电存在输出随机性、波动性和不可预测性等缺点，因此在光伏发电系统中配置相应的储能单元显得尤为重要。如果蓄电池直接连接到直流母线上，其充放电电流无法有效控制，可能导致蓄电池过充或过放电，从而影响蓄电池的使用寿命。在直流母线和蓄电池之间加入双向DC-DC变换器或者变换电路，可以有效地解决蓄电池充放电电流不可控的问题。两电平双向DC-DC变换器虽然结构简单，直接能量转换，但其软件控制上具有双闭环控制动态响应慢、PI控制参数选择困难等缺点，硬件上滤波电路的体积大，开关管的电压应力也大。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是现有的双向DC-DC变换器动态响应慢、开关管的电压应力大。

一种三电平双向DC-DC转换电路,所述电路包括：第一接入端、第二接入端、第一电感L1、第二电感L2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4；

所述第一接入端和第二接入端均包括接入正极端和接入负极端，所述第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4均包括第一极、第二极和控制极，所述控制极用于连接PWM控制器；

所述第一电感L1的一端与所述第一接入端的正极端连接，另一端与所述第一晶体管T1的第二极连接，所述第一晶体管T1的第一极与所述第二接入端的正极端连接；所述第二晶体管T2的第一极与所述第一电感L1的另一端连接，其第二极与所述第三晶体管T3的第一极连接，所述第三晶体管T3的第二极与所述第二电感L2的一端连接，所述第二电感L2的另一端与所述第一接入端的负极端连接，所述第一电容C1一端与所述第一电感L1的一端连接，另一端与所述第二电感L2的另一端连接；所述第四晶体管T4的第一极与所述第二电感L2的一端，其第二极与所述第二接入端的负极端连接；所述第二电容C2的一端与所述第一晶体管T1的第一极连接，另一端与节点N连接，所述节点N与所述第二晶体管T2的第二极连接，所述第三电容C3的一端与所述节点N连接，另一端与所述第四晶体管T4的第二端连接。

在一种实施例中，还包括第三接入端，所述第三接入端的一端与所述节点N连接。

在一种实施例中，所述第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4均为开关管。

在一种实施例中，所述第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4均为三极管。

在一种实施例中，还包括PWM控制器，所述PWM控制器与所述第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4的控制极连接，用于向其输入PWM控制信号。

一种DC-DC变换器，包括如上所述的三电平双向DC-DC转换电路。

依据上述实施例的三电平双向DC-DC转换电路，其采用第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4的互补导通，T1与T4、T2与T3交错180度的PWM控制方式,在硬件电路设计同一工况下使三电平双向DC/DC变换器的电感感量的设计只有两电平双向DC/DC变换器的1/4；四个晶体管上的应力只有母线电压的一半，晶体管上的开关频率可大大降低，同时电路的动态响应速度快。