CN102723870B - 串联输入串联输出全桥高频隔离双向dc/dc变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明输入串联输出串联全桥高频隔离双向DC/DC变换器，主电路包括两个拥有相同结构的输入端相互串联输出端相互串联的全桥双向DC/DC变换电路，每个全桥双向DC/DC变换电路包括输入侧全桥电路和输出侧全桥电路，两者之间通过谐振电路和高频变压器连接。其中全桥电路用于整流和逆变，谐振电路用于软开关控制，高频变压器用于隔离和变压。本发明输入串联输出串联全桥高频隔离双向DC/DC变换器通过将两组全桥电路进行串联实现了高输入输出电压条件下降低开关管电压应力、增大了输入和输出电压适用范围，可以把低耐压的开关管应用到高电压场合降低了整机成本，采用谐振技术和移相技术，实现了开关管的软开关，提高了变换器的效率。

Description

串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器
技术领域
本发明涉及双向DC/DC变换器，特别涉及一种串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器。
背景技术
双向DC/DC变换器具有使用功率器件少，体积小，功率密度高以及自动调节能量传输方向等优点，它已被广泛的应用在UPS系统、航天电源系统、电动汽车驱动及蓄电池充放电维护等场合。而采用高频隔离的双向DC/DC变换器，更是实现大功率电力电子变压器在新能源发电、电能质量调节、分布式发电中应用，以及实现无工频变压器大功率变频器在中高压大功率交流传动系统中应用的关键环节。
随着科学与生产的迅猛发展和对环境保护和节约能源的要求，对双向DC/DC变换器的需求越来越多。传统的隔离式双向DC/DC变换器电路拓扑种类繁多、各具特色。但总体来看，都可以认为是全桥电路、半桥电路、推挽电路的不同组合或它们的变形电路的不同组合。目前，应用于较大功率场合的隔离型双向DC/DC变换器的拓扑结构主要为：双半桥拓扑和双全桥拓扑。
双半桥结构和双全桥结构主要适合用于电压不高中等功率应用场合的情况，当应用在高压大功率场合时，双全桥和双半桥结构中的开关管承受的电压应力为输入或输出电压，其相应的开关损耗较大，降低了变换器的效率，且鉴于当前的功率开关管电压水平，这种结构的变换器输入输出电压范围受到很大限制，难以实现在高电压大功率条件下的应用。
在应用双向DC/DC变换器的场合中，都要求尽可能的减小变换器的体积和重量，而提高开关管的工作频率可以实现小型化的要求，所以双向DC/DC变换器的高频化对于提高整个变换器的功率密度具有重要的意义。但是在提高开关频率的同时，又带来了开关管的开关损耗问题。因此采用谐振、移相控制等软开关技术，能有效的降低开关损耗，是双向DC/DC变换器能否高频化运行的关键。
发明内容
本发明的目的是克服现有的全桥拓扑或半桥拓扑结构的双向DC/DC变换器不适用于高电压大功率应用场合的缺陷，本发明提供一种输入串联输出串联全桥高频隔离双向DC/DC变换器，可以在不同的输入/输出电压和负载变化的情况下，通过移相调节使系统能够传输最大功率，拓宽开关管的软开关实现范围，降低器件的电压等级，减小器件的电压应力及器件的损耗，提高系统的效率。
为达到上述目的，本发明提供了一种输入串联输出串联全桥高频隔离双向DC/DC变换器，包括主回路及其移相控制电路，所述主回路包括第一全桥双向DC/DC变换电路和第二全桥双向DC/DC变换电路，两个全桥双向DC/DC变换电路的输入端串联连接，两个全桥双向DC/DC变换电路的输出端串联连接，两个全桥双向DC/DC变换电路结构相同，分别包括：
输入侧全桥电路和输出侧全桥电路，分别用于整流和逆变，具有相同的结构；
第一谐振电路和第二谐振电路，用于软开关控制；
高频变压器，用于隔离和变压。
其中，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路的输入端与第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路输入端串联后跟输入网侧相连，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与所述第一全桥双向DC/DC变换电路的第一谐振电路的输入端相连，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与所述第二全桥双向DC/DC变换电路的第一谐振电路的输入端相连，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的第一谐振电路的输出端与所述第一全桥双向DC/DC变换电路的高频变压器的输入端相连，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的第一谐振电路的输出端与所述第二全桥双向DC/DC变换电路的高频变压器的输入端相连，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的高频变压器的输出端与所述第一全桥双向DC/DC变换电路的第二谐振电路相连，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的高频变压器的输出端与所述第二全桥双向DC/DC变换电路的第二谐振电路相连，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的第二谐振电路的输出端与所述第一全桥DC/DC变换电路的输出侧全桥电路的输入端相连，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的第二谐振电路的输出端与所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路的输入端相连，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路的输出端与所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路的输出端串联后跟输出网侧相连；所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路内具有第一移相角，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路内具有第二移相角，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路内具有第三移相角，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路内具有第四移相角，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路之间具有第五移相角，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路之间具有第六移相角，所述第一全桥双向DC/DC变换电路与所述第二全桥双向DC/DC变换电路之间具有第七移相角，所述移相控制电路输出对七个移相角的控制信号相连。当能量从所述输入网侧流向所述输出网侧时，第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路和第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路处于逆变状态，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路和第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路处于整流状态；当能量从所述输出侧流向所述输入侧时，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路和第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路处于整流状态，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路和第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路处于逆变状态。
本发明的输入串联输出串联全桥高频隔离双向DC/DC变换器，其中所述全桥电路包括分压电路、第一桥臂和第二桥臂，其中：
输入侧全桥电路的分压电路包括2个电容量相等的分压电容，2个分压电容串联后分别并联在直流网侧的正、负端，输入侧全桥电路的第一桥臂包括正向串联的第一开关管和第二开关管，输入侧全桥电路的第二桥臂包括正向串联的第三开关管和第四开关管，输入侧全桥电路的第一桥臂中和第二桥臂中两个开关管的串连结点分别与所述谐振电路相连，各开关管各自并联有一个体二极管和一个寄生电容；
输出侧全桥电路的分压电路包括另2个电容量相等的分压电容，另2个分压电容或串联后分别并联在直流网侧的正、负端，输出侧全桥电路的第一桥臂包括正向串联的第五开关管和第六开关管，输出侧全桥电路的第二桥臂包括正向串联的第七开关管和第八开关管，输出侧全桥电路的第一桥臂中和第二桥臂中两个开关管的串连结点分别与谐振电路相连，各开关管各自并联有一个体二极管和一个寄生电容。
本发明的输入串联输出串联全桥高频隔离双向DC/DC变换器，其中所述分压电容的电压和另2个分压电容的电压在稳态工作时为直流网侧电压的一半。
本发明的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，其中所述第一谐振电路和第二谐振电路分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第一谐振电感和第一谐振电容，其串联结点为输出端。
本发明的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，第一谐振电路和第二谐振电路分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第二谐振电感和第二谐振电容，第二谐振电容的另一端为输出端。
本发明的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，第一谐振电路和第二谐振电路分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第三谐振电感、第三谐振电容和第四谐振电感，第三谐振电容与第四谐振电感的串联结点为输出端。
本发明的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，第一谐振电路和第二谐振电路分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第五谐振电感、第四谐振电容和第五谐振电容，第四谐振电容与第五谐振电容的串联结点为输出端。
本发明的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，第一谐振电路和第二谐振电路分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第六谐振电感、第六谐振电容、第七谐振电感和第七谐振电容，第六谐振电容与第七谐振电感的串联结点为输出端。
本发明的输入串联输出串联全桥高频隔离双向DC/DC变换器的优点和积极效果在于：通过将两组全桥电路进行串联实现了高输入输出电压条件下降低开关管电压应力、增大电路的输入/输出电压适用范围，减小开关损耗、提高开关频率、减小高频变压器体积、双向高效传递能量的目的。由于可以把低耐压的开关管应用到高电压场合，极大地降低了整机成本，同时，可以使用较高电压传输能量，从而提高了变换器的整机效率。由于采用了谐振技术和移相技术，可以实现开关管的软开关，有效降低了开关器件的开关损耗，提高了变换器的工作效率。
下面将结合实施例参照附图进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器的结构图；
图2是本发明的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器的电路图；
图3a、图3b至图3e是谐振电路的五种电路结构图；
图4a是能量从输入侧流向输出侧时的工作波形；
图4b是能量从输出侧流向输入侧时的工作波形。
具体实施方式
参照图1，本实施例串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，包括主回路及其移相控制电路。主回路包括第一全桥双向DC/DC变换电路和第二全桥变换电路，其中每个全桥双向DC/DC变换电路包括输入侧全桥电路、第一谐振电路Zp、高频变压器Tr、第二谐振电路ZS和输出侧全桥电路。输入侧全桥电路和输出侧全桥电路分别用于整流或逆变，具有相同的结构。第一谐振电路Zp和第二谐振电路ZS用于软开关控制。高频变压器Tr，用于隔离和变压。第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路串联后跟输入网侧相连，第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与第一全桥双向DC/DC变换电路的第一谐振电路Zp的输入端相连，第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与第二全桥双向DC/DC变换电路的第一谐振电路Zp的输入端相连，第一全桥双向DC/DC变换电路的第一谐振电路Zp的输出端与第一全桥双向DC/DC变换电路的高频变压器的输入端相连，第二全桥双向DC/DC变换电路的第一谐振电路Zp的输出端与第二全桥双向DC/DC变换电路的高频变压器的输入端相连，第一全桥双向DC/DC变换电路的高频变压器的输出端与第一全桥双向DC/DC变换电路的第二谐振电路ZS相连，第二全桥双向DC/DC变换电路的高频变压器的输出端与第二全桥双向DC/DC变换电路的第二谐振电路ZS相连，第一全桥双向DC/DC变换电路的第二谐振电路ZS的输出端与第一全桥DC/DC变换电路的输出侧全桥电路的输入端相连，第二全桥双向DC/DC变换电路的第二谐振电路ZS的输出端与第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路的输入端相连，第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路的输出端与第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路的输出端串联后与输出网侧相连。
在本实施例串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器的实施例中，参照图2，上述全桥电路，即输入侧全桥电路和输出侧全桥电路，分别包括分压电路、第一桥臂和第二桥臂。
输入侧全桥电路的分压电路包括2个电容量相等的分压电容C11和C12。2个分压电容C11和C12串联后分别并联在直流网侧的正、负端，分压电容C11和C12的电压在稳态工作时为直流网侧电压的一半。输入侧全桥电路的第一桥臂包括正向串联的第一开关管S1或S9和第二开关管S2或S10，输入侧全桥电路的第二桥臂包括正向串联的第三开关管S3或S11和第四开关管S4或S12。输入侧全桥电路的第一桥臂中和第二桥臂中两个开关管的串连结点分别与谐振电路Zp相连，各开关管各自并联有一个体二极管和一个寄生电容。
输出侧全桥电路的分压电路包括另2个电容量相等的分压电容C21和C22。另2个分压电容或C21和C22串联后分别并联在直流网侧的正、负端，另2个分压电容C21和C22的电压在稳态工作时为直流网侧电压的一半。输出侧全桥电路的第一桥臂包括正向串联的第五开关管S5或S13和第六开关管S6或S14，输出侧全桥电路的第二桥臂包括正向串联的第七开关管S7或S15和第八开关管S8或S16。输出侧全桥电路的第一桥臂中和第二桥臂中两个开关管的串连结点分别与谐振电路Zs相连，各开关管各自并联有一个体二极管和一个寄生电容。
在本实施例串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器的实施例中，参照图3a，第一谐振电路Zp和第二谐振电路Zs分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第一谐振电感L11和第一谐振电容C111，其串联结点为输出端。
参照图3b，第一谐振电路Zp和第二谐振电路Zs分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第二谐振电感L21和第二谐振电容C211，第二谐振电容C211的另一端为输出端。
参照图3c，第一谐振电路Zp和第二谐振电路Zs分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第三谐振电感L31、第三谐振电容C31和第四谐振电感L32，第三谐振电容C31与第四谐振电感L32的串联结点为输出端。
参照图3d，第一谐振电路Zp和第二谐振电路Zs分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第五谐振电感L41、第四谐振电容C41和第五谐振电容C42，第四谐振电容C41与第五谐振电容C42的串联结点为输出端。
参照图3e，第一谐振电路Zp和第二谐振电路Zs分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第六谐振电感L51、第六谐振电容C51、第七谐振电感L52和第七谐振电容C52，第六谐振电容C51与第七谐振电感L52的串联结点为输出端。
在本实施例输入串联输出串联全桥高频隔离双向DC/DC变换器中，第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路内具有第一移相角θ1，第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路内具有第二移相角θ2，第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路内具有第三移相角θ3，第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路内具有第四移相角θ4，第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路之间具有第五移相角θ5，第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路之间具有第六移相角θ6，第一全桥双向DC/DC变换电路与第二全桥双向DC/DC变换电路之间具有第七移相角θ7，移相控制电路输出提供七个移相角的控制信号。当能量从所述输入网侧流向所述输出网侧时，第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路和第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路处于逆变状态，第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路和第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路处于整流状态；当能量从所述输出侧流向所述输入侧时，第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路和第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路处于整流状态，第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路和第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路处于逆变状态。
下面说明本实施例串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器移相控制的工作原理。
本实施例输入串联输出串联全桥高频隔离双向DC/DC变换器有7个可控的移相角，为了简化控制同时使系统更容易稳定，在控制时，使每个全桥电路内的移相角相等，即移相角θ1=θ2=θ3=θ4,，使每个全桥双向DC/DC变换电路输入侧全桥电路与输出侧全桥电路间的移相角相同，即移相角θ5=θ6，使两个全桥双向DC/DC变换电路间的移相角为0，即移相角θ7=0。
本实施例输入串联输出串联全桥高频隔离双向DC/DC变换器的工作模式分为两种，一种是能量由输入侧流向输出侧，两个全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路工作在逆变状态，输出侧全桥电路工作在整流状态，第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路之间具有第五移相角θ5和第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路之间具有第六移相角θ6都为正；另一种工作模式是能量由输出侧流向输入侧，两个全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路工作在整流状态，输出侧全桥电路工作在逆变状态，第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路之间具有第五移相角θ5和第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路之间具有第六移相角θ6都为负。每个全桥电路的第一桥臂始终超前于第二桥臂，即移相角θ1=θ2=θ3=θ4,始终为正。在能量双向流动时，通过调节移相角θ1、θ2、θ3、θ4和θ5、θ6的大小，可以控制输出能量的多少。
参照图4a，给出了在移相角θ5=θ6>0时的工作波形，此时能量从输入侧流向输出侧。
参照图4b，给出了在移相角θ5=θ6<0时的工作波形，此时能量从输出侧流向输入侧。
本实施例输入串联输出串联全桥高频隔离双向DC/DC变换器的移相控制在不同的输入/输出电压和负载变化的情况下，通过调节各个移相角，能够使系统传输最大功率，拓宽开关管的软开关实现的范围，减小的器件的电压和电流应力及损耗，减小高频变压器的体积和相对的损耗，减少无功环流，提高系统的效率。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计方案前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (8)

1.一种串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，包括主回路及其移相控制电路，其特征在于：所述主回路包括第一全桥双向DC/DC变换电路和第二全桥双向DC/DC变换电路，两个全桥双向DC/DC变换电路的输入端串联连接，两个全桥双向DC/DC变换电路的输出端串联连接，两个全桥双向DC/DC变换电路结构相同，分别包括：
输入侧全桥电路和输出侧全桥电路，分别用于整流或逆变，具有相同的结构；
第一谐振电路(Zp)和第二谐振电路(Zs)，分别用于软开关控制；
高频变压器(Tr)，用于隔离和变压；
其中，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路串联后与输入网侧相连，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路的输出端与所述第一全桥双向DC/DC变换电路的所述第一谐振电路(Zp)的输入端相连，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路的输出端与所述第二全桥双向DC/DC变换电路的第一谐振电路(Zp)的输入端相连，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的所述第一谐振电路(Zp)的输出端与所述第一全桥双向DC/DC变换电路的所述高频变压器(Tr)初级侧相连，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的第一谐振电路(Zp)的输出端与所述第二全桥双向DC/DC变换电路的所述高频变压器(Tr)初级侧相连，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的高频变压器(Tr)的次级侧与所述第一全桥双向DC/DC变换电路的第二谐振电路(Zs)的输入端相连，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的高频变压器(Tr)的次级侧与所述第二全桥双向DC/DC变换电路的第二谐振电路(Zs)的输入端相连，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的第二谐振电路(Zs)的输出端与所述第一全桥DC/DC变换电路的输出侧全桥电路的输入端相连，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的第二谐振电路(Zs)的输出端与所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路的输入端相连，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路的输出端与所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路的输出端串联后与输出网侧相连；
所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路内具有第一移相角(θ1)，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路内具有第二移相角(θ2)，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路内具有第三移相角(θ3)，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路内具有第四移相角(θ4)，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路之间具有第五移相角(θ5)，所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路与所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路之间具有第六移相角(θ6)，所述第一全桥双向DC/DC变换电路与所述第二全桥双向DC/DC变换电路之间具有第七移相角(θ7)，所述移相控制电路输出提供七个移相角的控制信号；
当能量从所述输入网侧流向所述输出网侧时，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路和所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路处于逆变状态，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路和所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路处于整流状态；当能量从所述输出网侧流向所述输入网侧时，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路和所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输入侧全桥电路处于整流状态，所述第一全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路和所述第二全桥双向DC/DC变换电路的输出侧全桥电路处于逆变状态。
2.根据权利要求1所述的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，其特征在于：其中所述全桥电路包括分压电路、第一桥臂和第二桥臂，其中：
输入侧全桥电路的分压电路包括2个电容量相等的分压电容(C11和C12)，2个分压电容(C11和C12)串联后分别并联在输入网侧的正、负端，输入侧全桥电路的第一桥臂包括正向串联的第一开关管(S1或S9)和第二开关管(S2或S10)，输入侧全桥电路的第二桥臂包括正向串联的第三开关管(S3或S11)和第四开关管(S4或S12)，输入侧全桥电路的第一桥臂中和第二桥臂中两个开关管的串连结点分别与所述谐振电路(Zp)相连，各开关管各自并联有一个体二极管和一个寄生电容；
输出侧全桥电路的分压电路包括另2个电容量相等的分压电容(C21和C22)，另2个分压电容(C21和C22)串联后分别并联在输出网侧的正、负端，输出侧全桥电路的第一桥臂包括正向串联的第五开关管(S5或S13)和第六开关管(S6或S14)，输出侧全桥电路的第二桥臂包括正向串联的第七开关管(S7或S15)和第八开关管(S8或S16)，输出侧全桥电路的第一桥臂中和第二桥臂中两个开关管的串连结点分别与谐振电路(Zs)相连，各开关管各自并联有一个体二极管和一个寄生电容。
3.根据权利要求2所述的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，其特征在于：其中2个所述分压电容(C11和C12)的电压和另2个分压电容(C21和C22)的电压在稳态工作时分别为其所在的直流网侧电压的一半。
4.根据权利要求1或2或3所述的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，其特征在于：其中所述第一谐振电路(Zp)和第二谐振电路(Zs)分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第一谐振电感(L11)和第一谐振电容(C111)，其串联结点为输出端。
5.根据权利要求1或2或3所述的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，其特征在于：其中所述第一谐振电路(Zp)和第二谐振电路(Zs)分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第二谐振电感(L21)和第二谐振电容(C211)，所述第一谐振电容(C211)的另一端为输出端。
6.根据权利要求1或2或3所述的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，其特征在于：其中所述第一谐振电路(Zp)和第二谐振电路(Zs)分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第三谐振电感(L31)、第三谐振电容(C31)和第四谐振电感(L32)，所述第三谐振电容(C31)与所述第四谐振电感(L32)的串联结点为输出端。
7.根据权利要求1或2或3所述的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，其特征在于：其中所述第一谐振电路(Zp)和第二谐振电路(Zs)分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第五谐振电感(L41)、第四谐振电容(C41)和第五谐振电容(C42)，所述第四谐振电容(C41)与所述第五谐振电容(C42)的串联结点为输出端。
8.根据权利要求1或2或3所述的串联输入串联输出全桥高频隔离双向DC/DC变换器，其特征在于：其中所述第一谐振电路(Zp)和第二谐振电路(Zs)分别为由电感和电容组成的串并联电路，包括相互串联的第六谐振电感(L51)、第六谐振电容(C51)、第七谐振电感(L52)和第七谐振电容(C52)，所述第六谐振电容(C51)与所述第七谐振电感(L52)的串联结点为输出端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103219764A (zh) * 2013-04-03 2013-07-24 湖南大学 一种电动汽车车载充电系统及其充电控制方法
CN103346674A (zh) * 2013-06-14 2013-10-09 阳光电源股份有限公司 一种隔离变换器
CN104184323A (zh) * 2014-01-14 2014-12-03 深圳市中兴昆腾有限公司 一种双向dc/dc变换电路
CN103746553B (zh) * 2014-01-29 2016-02-17 中国科学院电工研究所 高压dc-dc变换器及控制方法
CN103916017A (zh) * 2014-03-17 2014-07-09 陕西科技大学 一种宽电压宽负载范围的直流变换器
CN103856063A (zh) * 2014-03-27 2014-06-11 扬州大学 一种串-并型双有源桥电路
CN104092380A (zh) * 2014-07-07 2014-10-08 福州开发区星云电子自动化有限公司 一种双向移相全桥软开关电路
CN105099200B (zh) * 2015-07-11 2017-08-04 中国矿业大学(北京) 移相控制双有源桥直流变换器交流相量分析法及建模方法
CN105337489A (zh) * 2015-11-17 2016-02-17 中国北车集团大连机车研究所有限公司 Dc600v辅助供电装置及机车
CN105871243B (zh) * 2016-05-04 2019-04-16 深圳市勤为电气有限公司 三相三线能量双向交直流变换器
CN107516945A (zh) * 2016-06-17 2017-12-26 三星电机株式会社 谐振器模块及利用此的无线电力发射装置
CN107222111A (zh) * 2017-06-09 2017-09-29 江苏固德威电源科技股份有限公司 高频隔离串联谐振多电平双向充电装置
CN107681902B (zh) * 2017-10-31 2020-03-31 东南大学 一种串入串出型直流变换器的功率回流优化方法
CN107834866A (zh) * 2017-11-24 2018-03-23 中国矿业大学(北京) 矿用127v交流电源
CN107834854A (zh) * 2017-11-24 2018-03-23 清华大学 一种高压大容量直流变压器
CN110739876B (zh) * 2018-07-20 2020-10-02 郑州宇通客车股份有限公司 一种逆变器控制方法和装置
CN109039121B (zh) * 2018-10-31 2024-05-10 南京熊猫电子股份有限公司 一种高频隔离型交直流变换电路及其控制方法
CN113839561A (zh) 2019-02-03 2021-12-24 台达电子工业股份有限公司 直流/直流变换系统
CN109889042A (zh) * 2019-03-26 2019-06-14 深圳市健网科技有限公司 双向直流电源变换器的电压转换电路及电压转换控制方法
CN110336320B (zh) * 2019-07-10 2021-05-28 上海交通大学 一种基于电能路由器的新能源并网或就地消纳系统
CN110518817A (zh) * 2019-10-09 2019-11-29 哈尔滨理工大学 一种基于交错并联的改进型三相混合整流器
CN111800015B (zh) * 2020-07-13 2024-04-05 中南大学 新能源直流并网用直流变压器及其控制方法
CN112994466B (zh) * 2021-02-23 2022-06-28 浙江大学 一种宽调压范围的变换器
CN113938026B (zh) * 2021-12-17 2023-05-16 深圳市能效电气技术有限公司 一种双向dc-dc变换电路
CN115179789A (zh) * 2022-06-21 2022-10-14 华为数字能源技术有限公司 功率转换装置、充电桩、车载充电器和电动汽车

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102064702A (zh) * 2010-12-31 2011-05-18 刘闯 双向隔离式的串联谐振dc/dc变换器
CN102263496A (zh) * 2011-07-20 2011-11-30 北京理工大学 一种用于多模块dc-dc变换器的功率均分控制方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102064702A (zh) * 2010-12-31 2011-05-18 刘闯 双向隔离式的串联谐振dc/dc变换器
CN102263496A (zh) * 2011-07-20 2011-11-30 北京理工大学 一种用于多模块dc-dc变换器的功率均分控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Research on Voltage Sharing for Input-Series-Output-Series Phase-Shift Full-Bridge Converters with Common-Duty-Ratio;Qiwei Lu, et al;《IECON 2011-37th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society》;20111231;第1548-1553页 *

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