[发明专利]一种三相交错宽范围高效隔离双向变换器

说明书

本发明公开一种三相交错宽范围高效隔离双向变换器，包括三相桥式开关电路、谐振腔、三个变压器及三相桥式整流电路，所述谐振腔包括三个谐振电路，谐振电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感及第三电感，所述第一电感的一端连接第二电感、第一电容和第三电容的一端，第一电感和第一电容的另一端分别连接第三电感和第二电容的一端，第三电感的该一端连接三相桥式开关电路中一桥臂的中点，第二电感和第三电容的另一端分别连接第三电感和第二电容的另一端，并连接一变压器的初级绕组，且三个谐振电路中所述第二电容与第一电容连接的一端分别互相连接形成Y型连接，三个变压器次级绕组分别连接三相桥式整流电路的三个桥臂的中点。

技术领域

本发明涉及电源转换技术领域，更具体地涉及一种三相交错宽范围高效隔离双向变换器。

背景技术

DC-DC双向变换器是能够根据需要调节能量双向传输的直流/直流的变换器，其主要运用于储能系统、车载电源系统、回馈充放电系统、混合能源电动汽车等场合，随着行业不断发展，功率从千瓦级到几十千瓦级不断提升，能实现大功率、宽范围、正反对称双向、高效率的拓扑成为大势所趋。

在传统的LLC谐振双向变换器中，无论正反向工作均能够实现原边侧开关管的ZVS导通以及整流侧二极管的ZCS导通，但其在能量反向流动时，其电路特性不再是LLC谐振特性而退化为LC谐振特性，LC谐振最大的电压增益变为1，大大降低了反向工作时的电压增益，无法实现反向的正常输出，从而无法实现正反向完全对称双向；为了实现完全对称的双向能量流动，业内采用DAB或在LLC基础上增加一级拓扑电路，弥补LLC反向增益能力不足问题，基本实现完全对称的双向，但DAB硬开关和LLC两级拓扑架构，都会带来效率低下的问题，尤其对于更大功率双向DC-DC，由于DAB或两级拓扑固有问题，在功率不断变大后，大功率双向DC-DC的热和纹波将会越来越难处理，最终会成为瓶颈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可减小纹波，同时实现宽范围、正反增益完全对称且高效率的三相交错宽范围高效隔离双向变换器。

为解决上述技术问题，本发明提供一种三相交错宽范围高效隔离双向变换器，包括三相桥式开关电路、谐振腔、三个变压器以及三相桥式整流电路，所述三相桥式开关电路和三相桥式整流电路的一侧分别作为三相交错宽范围高效隔离双向变换器的第一连接侧和第二连接侧，所述谐振腔包括三个谐振电路，三个所述谐振电路分别对应连接于三相桥式开关电路的三个桥臂的中点和三个变压器初级绕组之间，其中，

所述谐振电路包括第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第二电感以及第三电感，所述第一电感的一端连接第二电感、第一电容和第三电容的一端，所述第一电感和第一电容的另一端分别连接第三电感和第二电容的一端，第三电感的该一端连接至三相桥式开关电路中一桥臂的中点，所述第二电感和第三电容的另一端分别连接第三电感和第二电容的另一端，并连接一变压器的初级绕组，且三个谐振电路中所述第二电容与第一电容连接的一端分别互相连接形成Y型连接，三个变压器次级绕组的同名端分别对应连接三相桥式整流电路的三个桥臂的中点，三个变压器次级绕组的异名端分别互相连接形成Y型连接。

其进一步技术方案为：所述三相桥式开关电路包括六个开关管，每两个开关管串联构成一个桥臂，三个桥臂并联后其两端作为三相交错宽范围高效隔离双向变换器的第一连接侧。

其进一步技术方案为：所述三相桥式整流电路包括六个开关管，每两个开关管串联构成一个桥臂，三个桥臂并联后其两端作为三相交错宽范围高效隔离双向变换器的第二连接侧。

其进一步技术方案为：所述开关管选用MOSFET、IGBT管、GaN管或SiC功率管。

其进一步技术方案为：所述三相交错宽范围高效隔离双向变换器还包括第一滤波电容和第二滤波电容，所述第一滤波电容两端连接至三相交错宽范围高效隔离双向变换器的第一连接侧，所述第二滤波电容两端连接至第二连接侧。