一种直流-直流双向变换电路和供电电源的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种直流-直流双向变换电路和供电电 源。
【背景技术】
[0002] 目前，不间断电源（UPS，Uninterrupted Power Supply)为了保证不间断供电，电 池通过特定电路挂接UPS中的功率因数校正（PFC，Power Factor Correction)电路上，或 者挂接在PFC电路的直流母线上，UPS在使用过程中存在电池充放电的过程。在电池需要 充电时，直流母线通过充电器电路为电池充电，充电器电路为一个Buck电路；在无市电或 者市电低压时，电池通过放电器电路对直流母线升压，放电器电路为Boost电路。
[0003] 对于小功率UPS来说，由于电池电压较低、直流母线的电压较高，两者压差较大， 这使得充电器电路和放电器电路需要分开设计，充电器电路和放电器电路的元器件不能共 用。当充电器电路工作时，放电器电路处于空闲状态，当放电器电路工作时，充电器电路处 于空闲状态。
[0004] 由于给UPS中挂接的电池配置的充电器电路和放电器电路是分开设计的，这增大 了 UPS的体积，提高了 UPS的成本，降低了 UPS的功率密度。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供了一种直流-直流双向变换电路和供电电源，用以解决目前给 UPS中挂接的电池配置的充电器电路和放电器电路是分开设计的，这会导致UPS的体积增 大、成本提高、功率密度降低的问题。
[0006] 第一方面提供一种直流-直流双向变换电路，包括变压器、第一开关单元、第二开 关单元、第一电容和第二电容；
[0007] 所述变压器的原边绕组和副边绕组中的一组绕组、第一电容和第一开关单元串联 构成第一支路，所述第一支路连接在电池组的正极和不间断电源的正直流母线之间，所述 第二电容与所述第一支路并联；
[0008] 所述变压器的原边绕组和副边绕组中的另一组绕组和第二开关单元串联构成第 二支路，所述第二支路连接在所述电池组的正极和所述电池组的负极之间；所述电池组的 负极与所述不间断电源的负直流母线相连。
[0009] 结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述电路还包括第三电容，所述第三 电容与所述第一开关单元并联。
[0010] 结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述电路还包括第三开关单元；
[0011] 所述变压器的原边绕组和副边绕组中的一组绕组和所述第一电容串联后的电路 与所述第三开关单元并联，并联后的电路与所述第一开关单元串联。
[0012] 结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述电路 还包括第四电容；所述变压器的原边绕组和副边绕组中的一组绕组和所述第一电容串联后 的电路，与所述第三开关单元和所述第四电容串联后的电路并联。
[0013] 结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，所述电路还包括第一谐振电感，所述 第一谐振电感串联在所述第一支路中。
[0014] 结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，所述电路还包括第五电容，所述第五 电容与所述第二开关单元并联。
[0015] 结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，所述电路还包括第四开关单元和第 六电容；
[0016] 所述第四开关单元和所述第六电容串联后的电路与所述变压器的原边绕组和副 边绕组中的另一组绕组并联，并联后的电路与所述第二开关单元串联。
[0017] 结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，所述电路还包括第二谐振电感，所述 第二谐振电感串联在所述第二支路中。
[0018] 第二方面提供一种供电电源，包括不间断电源，以及第一方面和第一方面的第一 种可能的实现方式至第一方面的第七种可能的实现方式中的任一种直流-直流双向变换 电路。
[0019] 本发明实施例的有益效果包括：
[0020] 本发明实施例提供的一种直流-直流双向变换电路和供电电源可以通过设计变 压器的原边绕组和副边绕组的匝数比来克服电池组的电压低于不间断电源的正、负直流母 线上的电压的问题，从而在电池组充电和放电时可以共用该直流-直流双向变换电路，进 而减小使用该直流-直流双向变换电路的UPS的体积，降低UPS的成本，并提高UPS的功率 密度。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明实施例提供的直流-直流双向变换电路的结构图之一；
[0022] 图2为本发明实施例提供的直流-直流双向变换电路的结构图之二；
[0023] 图3为本发明实施例提供的直流-直流双向变换电路的结构图之三；
[0024] 图4为本发明实施例提供的直流-直流双向变换电路的结构图之四；
[0025] 图5为本发明实施例提供的直流-直流双向变换电路的结构图之五；
[0026] 图6为某一实际应用场景中的直流-直流双向变换电路的结构图。
【具体实施方式】
[0027] 本发明实施例提供的一种直流-直流双向变换电路和供电电源可以通过设计变 压器的原边绕组和副边绕组的匝数比来克服电池组的电压低于不间断电源的正、负直流母 线上的电压的问题，从而使得在电池组充、放电时均可以利用该直流_直流双向变换电路， 提高使用该直流-直流双向变换电路的UPS的体积，降低UPS的成本，并提高UPS的功率密 度。
[0028] 下面结合说明书附图，对本发明实施例提供的一种直流-直流双向变换电路和供 电电源的【具体实施方式】进行说明。
[0029] 本发明实施例提供的一种直流-直流双向变换电路和供电电源，如图1所示，包括 变压器T、第一开关单元11、第二开关单元12、第一电容C1和第二电容C2;
[0030] 变压器T的原边绕组和副边绕组中的一组绕组、第一电容Cl和第一开关单元11 串联构成第一支路，所述第一支路连接在电池组13的正极和不间断电源的正直流母线 BUS+之间，第二电容C2与所述第一支路并联；
[0031] 变压器T的原边绕组和副边绕组中的另一组绕组和第二开关单元12串联构成第 二支路，所述第二支路连接在电池组13的正极和电池组13的负极之间；电池组13的负极 与不间断电源的负直流母线BUS-相连。
[0032] 下面均以变压器的副边绕组、第一电容C1和第一开关单元串联构成第一支路，变 压器的原边绕组和第二开关单元串联构成第二支路为例进行说明。
[0033] 在电池组充电时，第一开关单元导通、第二开关单元关断，不间断电源的正、负直 流母线通过第一支路为电池组充电，并将能量储存在变压器的副边绕组上和第一电容C1 上，同时由于变压器的原边绕组和副边绕组之间的互感，因此，变压器的原边绕组上也会存 储能量；在第一开关单元关断、第二开关单元导通后，可以利用变压器的原边绕组上存储的 能量来继续为电池组充电。在电池组放电以对不间断电源的正、负直流母线升压时，第二开 关单元导通、第一开关单元关断，电池组通过第二支路放电，并将能量存储在变压器的原边 绕组上，同样地，由于变压器的原边绕组和副边绕组之间的互感，因此，变压器的副边绕组 上也会存储能量，而在变压器的副边绕组上存储能量时，与变压器的副边绕组串联的第一 电容C1上约会存储能量；在第二开关单元关断、第一开关单元导通后，可以利用变压器的 副