[发明专利]一种用于抑制尖峰电压的双向隔离DCDC变换器及其控制方法

摘要

本发明一种用于抑制尖峰电压的双向隔离DCDC变换器及其控制方法，所述变换器包括高频变压器T1，连接在高频变压器T1高压侧的母线电容、第一半桥拓扑和第二半桥拓扑，以及连接在高频变压器T1低压侧的第三半桥拓扑、第四半桥拓扑、投切电容拓扑和LC滤波拓扑；投切电容拓扑由第九开关管M1和第五电容C5串联组成；通过在低压侧全桥旁边并入电容与开关管串联电路。并入的开关管的控制信号由全桥开关管的驱动信号通过逻辑运算得到。这样，装置在升压运行时能够降低半导体器件选型的余量与成本，降低系统损耗，提高开关频率，降低装置体积，在降压运行时能够提高开关频率减小占空比丢失。

主权项

1.一种用于抑制尖峰电压的双向隔离DCDC变换器，其特征在于，其设置在第一直流电压源V1和第二直流电压源V2之间，双向的向第一直流电压源V1或第二直流电压源V2供给直流功率；所述变换器包括高频变压器T1，连接在高频变压器T1高压侧的母线电容、第一半桥拓扑和第二半桥拓扑，以及连接在高频变压器T1低压侧的第三半桥拓扑、第四半桥拓扑、投切电容拓扑和LC滤波拓扑；投切电容拓扑由第九开关管M1和第五电容C5串联组成，第九开关管M1为MOSFET单管器件；所述的母线电容、第一半桥拓扑和第二半桥拓扑的两端均分别连接在第一直流电压源V1的正、负两端；所述的第三半桥拓扑、第四半桥拓扑、投切电容拓扑和LC滤波拓扑并联设置；所述第二直流电压源V2正端连接至LC滤波拓扑中点，负端连接至LC滤波拓扑电容端；所述高频变压器原边的一端经第四电容连接至第一半桥拓扑的半桥中点，另一端连接至第二半桥拓扑的半桥中点；副边一端连接至第三半桥拓扑的半桥中点，另一端连接至第四半桥拓扑的半桥中点；母线电容由第一电容C1和第三电容C3并联组成，LC滤波拓扑由第一电感L1和第二电容C2串联组成；第一电容C1和第二电容C2为电解电容，第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5为薄膜电容，第一电感L1为直流电感；当第一直流电压源V1向第二直流电压源V2传递能量时，第一半桥拓扑和第二半桥拓扑的开关管工作在全桥电路工作模式，第三半桥拓扑和第四半桥拓扑的开关管封锁驱动信号；变换器工作在BUCK电路模式，通过第九开关管M1将第五电容C5切除出电路；当第二直流电压源V2向第一直流电压源V1传递能量时，第一半桥拓扑和第二半桥拓扑的开关管封锁驱动信号，第三半桥拓扑和第四半桥拓扑的开关管工作在BOOST电路工作模式；变换器工作在BOOST电路模式，通过第九开关管M1将第五电容C5投入进电路；第一半桥拓扑由第一开关管Q1和第二开关管Q2串联组成，第二半桥拓扑由第三开关管Q3和第四开关管Q4串联组成，第三半桥拓扑由第五开关管Q5和第六开关管Q6串联组成，第四半桥拓扑由第七开关管Q7和第八开关管Q8串联组成；第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8均采用IGBT；第九开关管M1的驱动信号由第六开关管Q6和第八开关管Q8进行逻辑运算或得到。