[发明专利]双向DC/DC变换器及双向电压变换系统

说明书

本发明实施例公开了一种双向DC/DC变换器及双向电压变换系统。变换器包括：一个预充电电路单元、第一直流支撑电容单元、第二直流支撑电容单元和多个并联的双向DC/DC单元。预充电电路单元的一端与第一正直流母线相连；预充电电路单元的另一端分别与第一直流支撑电容单元的一端和每个双向DC/DC单元的第一端相连；每个双向DC/DC单元的第二端和第二直流支撑电容单元的一端分别与第二正直流母线相连；每个双向DC/DC单元的第三端、第一直流支撑电容单元的另一端和第二直流支撑电容单元的另一端分别与第一负直流母线和第二负直流母线相连。能够降低控制复杂度，提高系统可靠性，并且能够减少成本和DC/DC变换器体积。

技术领域

本发明涉及电路电子技术领域，尤其涉及一种双向DC/DC变换器及双向电压变换系统。

背景技术

DC/DC变换器是将一种直流电变换为另一种形式直流电的技术，主要对电压、电流实现变换，它在可再生能源、电力系统、交通、航天航空、计算机和通讯、家用电器、国防军工、工业控制等领域得到广泛的应用。

通常DC/DC变换器都是单向工作的，主要原因是因为功率开关、等均为单向，并且主功率回路上都有单向导电的二极管，所以能量只能单向流动。然而在许多应用场合，诸如对二次电源充放电过程，通过DC/DC变换器的能量需要能够两个方向流动。如蓄电池或超级电容充电时，能量从电网流向电池或电容，电流由交流变换为一种直流，再由一种直流变换为另一种直流，放电时则正好相反，电流由一种直流变换为另一种直流，再由另一种直流变换为交流，在这些场合应用的变换器是双向变换器。

双向DC/DC变换器是指在保持变换器两端的直流电压极性不变的前提下，根据需要改变电流的方向，从而实现能量的双向流动的直流一直流变换器。一般做法是将单向DC/DC变换器中的单向开关和二极管改为双向开关，则所有的单向拓扑均变为双向拓扑，加上合理的控制就能实现能量的双向流动。

为了防止电源接通瞬间，DC/DC变换器中的元器件因并联在电源两端电容器瞬间的短路电流而损坏。在由多并联的双向DC/DC电路构成的DC/DC变换器中，通常为每一个双向DC/DC电路设置一与其对应的预充电电路。

双向DC/DC电路越多，预充电电路越多，成本越多，DC/DC变换器体积越大，并且电路控制复杂度越高，系统可靠性越差。

发明内容

本发明实施例提供一种双向DC/DC变换器及双向电压变换系统，能够降低控制复杂度，提高系统可靠性，并且能够减少成本和DC/DC变换器体积。

一方面，本发明实施例提供了一种双向DC/DC变换器，双向DC/DC变换器包括：一个预充电电路单元、第一直流支撑电容单元、第二直流支撑电容单元和多个并联的双向DC/DC单元。

预充电电路单元的一端与第一正直流母线相连；

预充电电路单元的另一端分别与第一直流支撑电容单元的一端和每个双向DC/DC单元的第一端相连；

每个双向DC/DC单元的第二端和第二直流支撑电容单元的一端分别与第二正直流母线相连；

每个双向DC/DC单元的第三端、第一直流支撑电容单元的另一端和第二直流支撑电容单元的另一端分别与第一负直流母线和第二负直流母线相连；使得直流电流能够从第一正直流母线流向第二正直流母线，也使得直流电流能够从第二正直流母线流向第一正直流母线。

在本发明的一个实施例中，预充电电路单元包括：预充电电阻和第一预充电接触器。

预充电电阻的一端与第一正直流母线相连，另一端分别与第一直流支撑电容单元的一端和每个双向DC/DC单元的第一端相连；

第一预充电接触器与预充电电阻并联。

在本发明的一个实施例中，预充电电路单元还包括：第二预充电接触器。