[发明专利]一种多能高效双向直流变换器及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电工电子变换器技术，具体的说,是涉及一种多能高效双向直流变换器及控制方法。

背景技术

电能变换器作为一种电工电子变换电路在电能变换中应用广泛，常见的直流变换电路可以实现对电压/电流等按需进行变换。近年来，随着光伏发电等新能源技术、电池充放电等储能技术的发展，对新型变换器电路也带来新的需求，作为其电能变换的重要环节，其性能将直接影响到这些应用的功能实现性和运行可靠性。特别是在一些既有新能源发电又有储能的应用场合，需要有对应的双向型直流变换电路，在已有的一些应用中，双向直流变换电路可以分为隔离和非隔离两种，根据不同的需要可以采用单一功能的不同双向变换器电路来实现。为了进一步降低应用的成本，多能高效的双向变换器电路成为一种研究应用趋势。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种多能高效双向直流变换器，该直流变换器通过简单的开关器件、电感电容和隔离变压器组合，既可以实现常规非隔离直流电能变换功能，又可以根据需要设定成隔离电路功能，实现非隔离和隔离电路的按需转换，实现电路的多能高效应用，满足不同场合的工程应用。

本发明的技术解决方案是这样实现的：一种多能高效双向变换器，包括全控开关器件、电感L1、电容C1、电容C2、电容C3和转换开关K1、转换开关K2、触点A、触点B和变压器T；所述全控开关器件包括开关S1、开关S2、开关Si1、开关Si2、二极管D1和二极管D2。

优选的，所述电容C1、开关S1、二极管D2、电感L1、电容C2、转换开关K1、触点A、电容C3组成正向非隔离直流变换电路。

优选的，所述电容C1、开关S2、二极管D1、电感L1、电容C2、转换开关K1、触点A、电容C3组成反向非隔离直流变换电路。

优选的，所述所述电容C1、开关S1、二极管D2、电感L1、电容C2、变压器T、转换开关K1、触点B、开关Si1、电容C3组成正向隔离直流变换电路。

优选的，所述电容C1、开关S2、二极管D1、电感L1、变压器T、开关Si2、转换开关K1、触点B、开关Si2、电容C3组成反向隔离型直流变换电路。

优选的，所述转换开关K2为共地转换开关。

优选的，所述变压器T为隔离变压器。

一种多能高效双向直流变换器的控制方法，当工作于非隔离模式时，控制转换开关K1接通触点A点，转换开关K2闭合；工作于正向变换模式时，开关S1由PWM控制信号控制，开关S2关断；工作于反向变换模式时，开关S1关断、开关S2由PWM控制；

当工作于隔离工作模式时，控制转换开关K1接通触点B点，转换开关K2或共地则闭合，或断开；在正向隔离工作模式下，要较大范围的输入输出电压变比D>Dset，则隔离变换单元的全控器件和非隔离变换的全控制器件同时参与变换PWM控制，即正向隔离变换时，开关S1和开关Sil全部由PWM控制、开关S2关断、开关Si2开通；反向隔离变换时，开关S2和开关Si2全部由PWM控制、开关S1关断、开关Si1开通；要小范围的输入输出电压变比D≤Dset时，只有隔离部分参与工作，即开关S1开通、开关S2关断，在正向隔离变换工作模式下，开关Sil由PWM控制、开关Si2开通；在反向隔离工作开关Si2由PWM控制、开关Si1开通，通过调节各PWM控制信号的占空比即改变输入输出电压的变比，或改变隔离变压器T的初次级侧匝数比来实现对隔离输出输入输出电压的变比的调整。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的一种多能高效双向直流变换器及控制方法，通过简单的开关器件、电感电容和隔离变压器组合，既可以实现常规非隔离直流电能变换功能，又可以根据需要设定成隔离电路功能，实现非隔离和隔离电路的按需转换，实现电路的多能高效应用，满足不同场合的工程应用。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明的一种多能高效双向直流变换器及控制方法的结构电路示意图；

附图2为本发明的一种多能高效双向直流变换器及控制方法的非隔离工作模式等效工作电路图；

附图3为本发明的一种多能高效双向直流变换器及控制方法的隔离工作模式等效D>Dset工作电路图；

附图4为本发明的一种多能高效双向直流变换器及控制方法的隔离工作模式等效D≤Dset工作电路图。

具体实施方式

下面结合附图来说明本发明。