一种双向DCDC变换器的制作方法

技术领域：

本发明涉及电能转换技术领域，特别是涉及直流电到直流电的转换，包括直流电的双方向的传输，新能源汽车的充电与放电以及储能系统中的能量双向流动。

背景技术：
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当前新能源汽车以及多种新能源并网发电日益增多，光伏、风能等发电受环境影响对大电网的稳定运行带来了一定的风险，为了降低新能源并网的影响，供电系统多采用储能设备与多种新能源并网发电相组合的分布式供电系统，在中小功率储能中为了电池侧的安全与稳定一般采用电气隔离的dcdc变换。

传统的隔离型双向dcdc变换器在实现较大功率转换时转换效率低，电路复杂、成本高、控制复杂等缺点。

技术实现要素：
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因此，本发明提供一种大功率高效率隔离型的双向dcdc变换器。

为了实现上述目的，本发明实例提供的技术方案如下

电容1连接三个并联的升降压通路与电容2相连(由开关1与开关2串联的公共点与电感1相连构成的升降压通路1，由开关3与开关4串联的公共点与电感2相连构成的升降压通路2，由开关5与开关6串联的公共点与电感3相连构成的升降压通路3)。

3个升降压通路与电容2相连的公共点与桥臂1(由开关7与开关8串联构成)，桥臂2(由开关9与开关10串联构成)，桥臂3(由开关11与开关12串联构成)，以及由电容3与电容4组成的串联电路相连。

桥臂1(由开关7与开关8串联构成)的输出端连接经由电感4连接电感5一端与变压器1初级的一端连接，变压器初级的另一端与电感5的另一端相连经由电容5与电容3和电容4串联的公共点相连。

桥臂2(由开关9与开关10串联构成)的输出端连接经由电感6连接电感7一端与变压器2初级的一端连接，变压器初级的另一端与电感7的另一端相连经由电容6与电容3和电容4串联的公共点相连。

桥臂3(由开关11与开关12串联构成)的输出端连接经由电感8连接电感9一端与变压器3初级的一端连接，变压器初级的另一端与电感9的另一端相连经由电容7与电容3和电容4串联的公共点相连。

桥臂1(由开关7与开关8串联构成)、桥臂2(由开关9与开关10串联构成)、桥臂3(由开关11与开关12串联构成)与电容3和电容4串联电路相并联连接直流电源1。

变压器1次级的一端连接桥臂4(由开关13与开关14串联构成)的输出端，变压器1次级的另一端与电容8和电容9串联的公共点相连。

变压器2次级的一端连接桥臂5(由开关15与开关16串联构成)的输出端，变压器2次级的另一端与电容8和电容9串联的公共点相连。

变压器3次级的一端连接桥臂6(由开关17与开关18串联构成)的输出端，变压器2次级的另一端与电容8和电容9串联的公共点相连。

桥臂4(由开关13与开关14串联构成)、桥臂5(由开关15与开关16串联构成)、桥臂6(由开关17与开关18串联构成)与电容8和电容9串联电路相并联连接直流电源2。

优选的，开关1、开关2、开关3、开关4、开关5、开关6、均为igbt(绝缘栅双极型晶体管)。

优选的，开关1、开关2、开关3、开关4、开关5、开关6、mos管(场效应晶体管)。

优选的，开关7、开关8、开关9、开关10、开关11、开关12、开关13、开关14、开关15、开关16、开关17、开关18均为mos管(场效应晶体管)。

优选的，开关7、开关8、开关9、开关10、开关11、开关12、开关13、开关14、开关15、开关16、开关17、开关18均为igbt(绝缘栅双极型晶体管)。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种双向dcdc变换器电路图；

图2为本申请另一实施例提供的一种双向dcdc变换器电路图

图3为本申请另一实施例提供的一种双向dcdc变换器电路图

图4为本申请另一实施例提供的一种双向dcdc变换器电路图

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由至少一个开关s1与至少一个开关s2与电感l1与电容c2构成1个从直流侧1到c2的buck降压电路以及构成一个从c2到直流侧1的boost升压电路的升降压通道1。

由至少一个开关s3与至少一个开关s4与电感l2与电容c2构成1个从直流侧1到c2的buck降压电路以及构成一个从c2到直流侧1的boost升压电路的升降压通道2。

由至少一个开关s5与至少一个开关s6与电感l3与电容c2构成1个从直流侧1到c2的buck降压电路以及构成一个从c2到直流侧1的boost升压电路的升降压通道3。

由开关s7、开关s8、谐振槽(l4、l5、c5构成的)、变压器1、开关s13、开关s14构成的谐振变换器1。

由开关s9、开关s10、谐振槽(l6、l7、c6构成的)、变压器2、开关s15、开关s16构成的谐振变换器2。

由开关s11、开关s12、谐振槽(l6、l7、c6构成的)、变压器3、开关s17、开关s18构成的谐振变换器3。

由电容c3、电容c4、电容c8、电容c9构成解耦电路。

具体的工作原理为：

参照附图1，s1与s2开通顺序为互相差180度(1/2周期)，s3与s4开通顺序为互相差180度(1/2周期)，s5与s6开通顺序为互相差180度(1/2周期)，s3滞后s1(1/3周期)s5滞后s3(1/3周期)。

通过改变升降压通道中的电感l1、电感l2、电感l3的正负伏秒值来改变电压侧1到电容c2之间能量的传递方向(例如：当假定电容c1电压为v1，电容c2电压为v2，s1开通时间为t1，s2开通时间为t2，当(v1-v2)*t1-v2*t2等于零时传输能量为0，大于0时能量从v1传给v2，小于0时能量从v2传给v1)。

通过以上分析通过控制各开关的作用时间是可以控制电容c1与c2之间的能量双向流动。

s7与s8开通顺序为互相差180度(1/2周期)s9与s10开通顺序为互相差180度(1/2周期)s11与s12开通顺序为互相差180度(1/2周期)，s9滞后s7(1/3周期)s11滞后s7(1/3周期)。

经过以上开关量于是得到了相位相差120度(1/3周期)三个交流方波电压(相对c2电压的1/2电压值来讲)经过各自的谐振槽把能量传输到变压器的次级经开关s13、s14、s15、s16、s17、s18的对应开关动作把能量传输到电容c10上，从而完成了c2到c10的能量传输。

相同的原理s13、s14、s15、s16、s17、s18按类似的开关动作得到相位相差120度(1/3周期)三个交流方波电压(相对c10电压的1/2电压值来讲)三相方波经过各自变压器耦合到初级再经过谐振槽同时配合s7、s8、s9、s10、s11、s12的对应开关动作把能量传输到电容c2上，从而完成了c10到c2的能量传输。

因此综合以上论述电压侧1与电压侧2之间的能量是可以相互的交换。

优势与创新点：

此发明c2到c10之间采用了三相的谐振变换器，众所周知谐振变换器电流基波绝大部分为开关频率的正弦量，三相正弦的矢量和为一个直流量所以c2和c10上的电流纹波非常小，同时比同样具有此功能的三个单独的全桥变换器少了12个开关器件以及驱动等不但大大简化了电路和产品成本而且提高产品的功率密度。

此发明c3、c4、c8、c9不但对功率回路因寄生参数产生的高dv/dt的抑制(有利于emc性能)而且适当的配置参数可以改善因开关器件参数不一致引起的变压器偏磁现象。

此发明c1到c2之间的变换器同样具备三相交错功能，提高了电容寿命和产品稳定性。

此发明可以让谐振部分工作在固定频率从而使谐振变换器工作在最佳状态(独立的谐振变换器一般需要调整频率来改变传递函数)，因此系统具有更高变换效率和可靠的性能。