专利名称：一种双向Boost变换器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种双向Boost变换器。
背景技术：
直流变换器是把一种直流电转化为另外一种大小的直流电的电能变换器。常规的直流变换器能量只能从输入端到输出端单方向传递，不能双向传递能量。在太阳能和风能等新能源供电系统中，由于太阳能和风能的不稳定，再加上发电时间和用电时间很多时间不一致，所以必须要蓄电池做中间储能环节。蓄电池在系统中时而被充电时而对外放电。充电时要用直流变换器使光伏发电或风力发电与蓄电池电压相匹配，同时考虑最大功率点跟踪；放电时也要用一直流变换器，使蓄电池与负载相匹配。设光伏发电或风力发电供电电压为Ul，蓄电池额定电压为U2，负载额定电压为U3，当它们大小关系为U1〈U2〈U3时，这时就 需要两个升压式的直流变换器(Boost变换器)。蓄电池充电时用一个Boost变换器，蓄电池对外供电时再用另一个Boost变换器，共需要用两个Boost变换器才能达到要求；系统需两套Boost电路，所需元件较多，同时不利于系统集中控制。系统电路成本相对较高，体积较大；系统用Bi Boost-Buck电路实现。Bi Boost-buck变换器是一种常规的双向直流变换器。给蓄电池充电时，此双向直流变换器相当于Boost变换器；蓄电池对外供电时，相当于Buck变换器(降压变换器)；Bi Boost-buck变换器只能在能量往一个方向传递时实现升压，不能实现双向升压，达不到设计要求。
发明内容本实用新型主要解决的技术问题是提供一种双向Boost变换器，能够实现双向能量的传递，而且两个方向都能够实现对直流电的升压输出，该设计所用元器件少，有效的降低了成本，且体积相对较小。为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种双向Boost变换器，该双向Boost变换器包括第一电路、第二电路、第三电路和高频电感，所述第一电路的1、2接线脚依次分别与第二电路的1、2接线脚相连；第二电路的3接线脚和高频电感串联后再与第三电路的I接线脚相连，第二电路的4接线脚与第三电路的2接线脚相连。优选的是，所述第一电路包括电容C2、负载、二极管D2和开关S11，所述电容C2和负载并联后的一端依次与~■极管D2和开关Sll串联，开关Sll的另一端为第一电路的I接线脚，电容C2和负载并联后的另一端为第一电路的2接线脚。优选的是，所述第二电路包括二极管D3、直流电源和半导体功率开关管S2，所述二极管D3的一端与直流电源的一端连接,二极管D3的另一端与半导体功率开关管S2的一端连接，二极管D3与半导体功率开关管S2的连接点为第二电路的1、3接线脚；直流电源的另一端与半导体功率开关管S2的另一端连接，直流电源与半导体功率开关管S2的连接点为第二电路的2、4接线脚。优选的是，所述第三电路包括电容Cl、蓄电池、二极管D1、半导体功率开关管SI和开关S22，所述电容Cl与蓄电池并联后的一个连接点与二极管Dl的一端连接，二极管Dl的另一端与半导体功率开关管SI的一端连接，连接点为第三电路的I接线脚；电容Cl与蓄电池并联后的另一个连接点与半导体功率开关管SI的另一端连接，连接点为第三电路的2接线脚；二极管Dl的两端还并联有开关S22。优选的是，所述开关Sll和开关S22是半导体功率开关管、继电器等可控电子开关。优选的是，所述直流电源为太阳能电池。本实用新型的有益效果是本实用新型一种双向Boost变换器，能够实现双向能量的传递，而且两个方向都能够实现对直流电的升压输出，该设计所用元器件少，有效的降低了成本，且体积相对较小。
·图I是本实用新型一种双向Boost变换器的一较佳实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型较佳实施例进行详细阐述，以使实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图I，本实用新型实施例包括一种双向Boost变换器，该双向Boost变换器包括第一电路I、第二电路2、第三电路3和高频电感4，所述第一电路I的1、2接线脚依次分别与第二电路2的1、2接线脚相连；第二电路2的3接线脚和高频电感4串联后再与第三电路3的I接线脚相连，第二电路2的4接线脚与第三电路3的2接线脚相连。所述第一电路I包括电容C2 11、负载12、二极管D2 13和开关Sll 14，开关Sll14可以是半导体功率开关管，也可以是继电器之类的可控电子开关，所述电容C2 11和负载12并联后的一端依次与二极管D2 13和半导体功率开关管Sll 14串联，半导体功率开关管Sll 4的另一端为第一电路I的I接线脚，电容C2 11和负载12并联后的另一端为第一电路I的2接线脚。所述第二电路2包括二极管D3 21、直流电源22和半导体功率开关管S2 23，所述二极管D3 21的一端与直流电源22的一端连接，二极管D3 21的另一端与半导体功率开关管S2 23的一端连接，二极管D3 21与半导体功率开关管S2 23的连接点为第二电路2的
1、3接线脚；直流电源22的另一端与半导体功率开关管S2 23的另一端连接，直流电源22与半导体功率开关管S2 23的连接点为第二电路2的2、4接线脚。所述第三电路3包括电容Cl 31、蓄电池32、二极管Dl 33、半导体功率开关管SI34和开关S22 35，开关S22 35可以是半导体功率开关管，也可以是继电器之类的可控电子开关，所述电容Cl 31与蓄电池32并联后的一个连接点与二极管Dl 33的一端连接，二极管Dl 33的另一端与半导体功率开关管SI 34的一端连接，连接点为第三电路3的I接线脚；电容Cl 31与蓄电池32并联后的另一个连接点与半导体功率开关管SI 34的另一端连接，连接点为第三电路3的2接线脚；二极管Dl 33的两端还并联有开关S22 35 ;所述直流电源为太阳能电池。本实用新型一种双向Boost变换器的工作方法是直流电源(例如光伏阵列)对蓄电池充电时，能量从左到右传递此时，开关Sll和S22断开，直流电源是能量的源头，蓄电池是负载；直流电源通过D3对外供电；高频电感、功率开关管SI、二极管D1、和电容Cl构成Boost电路1，实现升压，直流电源对蓄电池充电；功率开关管S2无控制信号不导通，不工作。蓄电池对负载供电时，能量从右到左传递此时，开关Sll和S22同时闭合，蓄电池提供能源，负载耗能；高频电感、功率开关管S2、二极管D2、和电容C2构成Boost电路2，实现升压，蓄电池对额定电压较高的负载供电；功率开关管SI无控制信号不导通，不工作。蓄电池电压本来就高于直流电源，再经过Boost电路2的升压，电压比直流电源会电出很 多，二极管D3的存在，使得直流电源在这一过程中相当于开路。此外，若负载为LED灯，Sll选用半导体功率开关管，通过控制Sll还可实现对LED灯的PWM调光。本实用新型一种双向Boost变换器，能够实现双向能量的传递，而且两个方向都能够实现对直流电的升压输出，该设计所用元器件少，有效的降低了成本，且体积相对较小。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
权利要求1.一种双向Boost变换器,其特征在于该双向Boost变换器包括第一电路、第二电路、第三电路和高频电感，所述第一电路的1、2接线脚依次分别与第二电路的1、2接线脚相连；第二电路的3接线脚和高频电感串联后再与第三电路的I接线脚相连，第二电路的4接线脚与第三电路的2接线脚相连。
2.根据权利要求I所述的一种双向Boost变换器，其特征在于所述第一电路包括电容C2、负载、二极管D2和开关S11，所述电容C2和负载并联后的一端依次与二极管D2和开关Sll串联，开关Sll的另一端为第一电路的I接线脚，电容C2和负载并联后的另一端为第一电路的2接线脚。
3.根据权利要求I所述的一种双向Boost变换器，其特征在于所述第二电路包括二极管D3、直流电源和半导体功率开关管S2，所述二极管D3的一端与直流电源的一端连接，二极管D3的另一端与半导体功率开关管S2的一端连接，二极管D3与半导体功率开关管S2的连接点为第二电路的1、3接线脚；直流电源的另一端与半导体功率开关管S2的另一端连接，直流电源与半导体功率开关管S2的连接点为第二电路的2、4接线脚。
4.根据权利要求I所述的一种双向Boost变换器，其特征在于所述第三电路包括电容Cl、蓄电池、二极管D1、半导体功率开关管SI和开关S22，所述电容Cl与蓄电池并联后的一个连接点与二极管Dl的一端连接，二极管Dl的另一端与半导体功率开关管SI的一端连接，连接点为第三电路的I接线脚；电容Cl与蓄电池并联后的另一个连接点与半导体功率开关管SI的另一端连接，连接点为第三电路的2接线脚；二极管Dl的两端还并联有开关S22。
5.根据权利要求2、4所述的一种双向Boost变换器，其特征在于所述开关Sll和开关S22是半导体功率开关管、继电器等可控电子开关。
6.根据权利要求2所述的一种双向Boost变换器，其特征在于所述直流电源为太阳能电池。
专利摘要本实用新型公开了一种双向Boost变换器，该双向Boost变换器包括第一电路、第二电路、第三电路和高频电感，所述第一电路的1、2接线脚依次分别与第二电路的1、2接线脚相连；第二电路的3接线脚和高频电感串联后再与第三电路的1接线脚相连，第二电路的4接线脚与第三电路的2接线脚相连。通过上述方式，本实用新型能够实现双向能量的传递，而且两个方向都能够实现对直流电的升压输出，该设计所用元器件少，有效的降低了生产成本，且体积较小。
文档编号H02M3/155GK202713147SQ20122026717
公开日2013年1月30日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者张波, 汪义旺, 朱臻 申请人:苏州市职业大学