CN111478582A - 双向dc-dc变换器 - Google Patents

双向dc-dc变换器 Download PDF

Info

Publication number
CN111478582A
CN111478582A CN201910082831.0A CN201910082831A CN111478582A CN 111478582 A CN111478582 A CN 111478582A CN 201910082831 A CN201910082831 A CN 201910082831A CN 111478582 A CN111478582 A CN 111478582A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
power switch
terminal
capacitor
coupled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910082831.0A
Other languages
English (en)
Inventor
卢育成
张
刘涛
罗峰
谢卓明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongshan Xuguiming Electronics Co ltd
VOLTRONIC POWER TECHNOLOGY (SHENZHEN) CORP
Voltronic Power Technology Corp
Original Assignee
Zhongshan Xuguiming Electronics Co ltd
VOLTRONIC POWER TECHNOLOGY (SHENZHEN) CORP
Voltronic Power Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongshan Xuguiming Electronics Co ltd, VOLTRONIC POWER TECHNOLOGY (SHENZHEN) CORP, Voltronic Power Technology Corp filed Critical Zhongshan Xuguiming Electronics Co ltd
Priority to CN201910082831.0A priority Critical patent/CN111478582A/zh
Publication of CN111478582A publication Critical patent/CN111478582A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明公开一种双向DC‑DC变换器,包括有:一第一电池及一第二电池、一第一电感器及一第二电感器、一第一电容器及一第二电容器以及有第一至第四功率开关组件,并采用双电池组共N线设计,其中第一电池与第二电池的连接点、第一功率开关组件与第二功率开关组件的连接点及第一电容器与第二电容器的连接点为所述共N线。本发明通过调整拓扑架构的电路组件,使其能够实现双电池组架构双向DC‑DC能量转换,当工作于电池放电模式和工作于电池充电模式下的电池中点共N线都维持电平稳定,提升了整体系统稳定性,且可实现共电池应用,以提升电池利用率和功率密度。

Description

双向DC-DC变换器
技术领域
本发明涉及一种能够适用于双电池组架构的双向DC-DC变换器的拓朴结构,可实现双电池放电和充电的转换功能的双向DC-DC变换器。
背景技术
现有的电力电子领域中,就直流-直流变换器,也就是DC-DC变换器的应用较为广泛,而非隔离型DC-DC变换器。此乃由于DC-DC变换器的高转化效率、低成本化进而受到普遍应用。现有的技术中降压型DC-DC变换器(Buck)拓朴电路结构,以及升压型DC-DC变换器(Boost)拓朴电路结构,这两种为较为常见应用。
然而伴随高功率密度概念的出现,使得双向DC-DC变换器被提出来加以应用,借以获得更高功率密度的实现。主要是电池作为主要储能组件频繁的被应用于双向DC-DC变换器中,由于电池的高成本,对于共电池的应用则越来越受到市场青睐,故有必要提出一种适用于双电池组架构的双向DC-DC变换器的拓朴电路结构,借以实现电池放电和电池充电的转换功能,且可实现共电池应用,以提高电池的利用率和系统功率密度;所以现有的DC-DC变换器的技术,有待且必要加以改善。
发明内容
本发明涉及一种双向DC-DC变换器,能够针对现有的双向DC-DC变换器无法满足共电池之应用,进而提供一种具有高功率密度和可实现共电池应用设计的双向DC-DC变换器。本发明的双电池组架构的双向DC-DC变换器电路,可应用在高频非隔离型直流-直流变换器中作为开关型电路。不仅能够实现双电池组架构的双向DC-DC变换,同时可实现共电池应用,以提升电池利用率和功率密度,尤其是可以应用于大功率双电池组的直流变换器,以提高其电池的使用价值。
本发明所述的一种双向DC-DC变换器,包括:一第一电池,为所述双向DC-DC变换器的第一个电源;一第一电感器,所述第一电感器的第一端耦接于所述第一电池的第一端;一第一功率开关组件,所述第一功率开关组件的第一端耦接于所述第一电感器的第二端,所述第一功率开关组件的第二端耦接于所述第一电池的第二端;一第三功率开关组件,所述第三功率开关组件的第二端耦接于所述第一电感器的第二端;一第一电容器,所述第一电容器的第一端耦接于所述第三功率开关的第一端,所述第一电容器的第二端与所述第一电池的第二端;一第二电池,为所述双向DC-DC变换器的第二个电源,所述第二电池的第一端耦接于所述第一电池的第二端;一第二功率开关组件,所述第二功率开关的第一端耦接于所述第二电池的第一端;一第二电容器,所述第二电容器的第一端耦接于所述第二电池的第一端;一第二电感器,所述第二电感器的第一端耦接于所述第二电池的第二端,所述第二电感器的第二端耦接于所述第二功率开关组件的第二端;及一第四功率开关组件,所述第四功率开关组件的第一端耦接于所述第二功率开关组件的第二端,所述第四功率开关组件的第二端耦接于所述第二电容器的第二端。
在一实施例中,所述第一电池与第二电池为双电池组且为共N线;所述第一电池的第二端与所述第二电池的第一端的连接点,以及与所述第一电容器的第二端与所述第二电容器的第一端的连接点,皆为所述共N线的连接点。
在一实施例中,所述第一电池与所述第二电池于放电状态时,所述第一电池通过所述第一电感器、所述第一功率开关组件以及所述第三功率开关组件为一等效的二极管等电路的连接,对所述第一电容器进行充电;且所述第二电池亦通过所述第二电感器、所述第二功率开关组件以及所述第四功率开关组件为一等效的二极管等电路的连接,而对所述第二电容器进行充电;并维持所述共N线之电平稳定。
在一实施例中所述第一电池与所述第二电池于充电状态时,所述第一电容器通过所述第三功率开关组件、所述第一功率开关组件为一等效的二极管以及所述第一电感器等电路的连接,对所述第一电池充电;所述第二电容器通过所述第四功率开关组件、所述第二功率开关组件为一等效的二极管以及所述第二电感器等电路的连接,对所述第二电池充电;并维持所述共N线之电平稳定。
在一实施例中所述第一至第四功率开关组件为功率型的MOSFET、IGBT、BJT、MOS、CMOS、JFET或是IGBT的开关模组。
在一实施例中所述第一电池的第一端及所述第二电池的第一端,皆为正极端;所述第一电池的第二端及所述第二电池的第二端皆为负极端。
在一实施例中所述第一电容器的第一端以及所述第二电容器的第一端,皆为正极端;所述第一电容器的第二端及所述第二电容器的第二端皆为负极端。
在一实施例中所述第一至第四功率开关组件的第一端皆为漏极端;所述第一至第四功率开关组件的第二端皆为源极端。
在一实施例中所述第三功率开关组件所等效的二极管的阳极,为耦接于所述第一电感器的第二端,所述第三功率开关组件所等效的二极管的阴极则耦接于所述第一电容器的第一端;所述第四功率开关组件所等效的二极管的阳极,为耦接于所述第二电容器的第二端,而所述第四功率开关组件所等效的二极管的阴极则耦接于所述第二电感器的第二端。
在一实施例中所述第一功率开关组件所等效的二极管的阳极,为耦接于所述第一电池的第二端,所述第一功率开关组件所等效的二极管的阴极则耦接于所述第一电感器的第二端;所述第二功率开关组件所等效的二极管的阳极,为耦接于所述第二电感器的第二端,而所述第二功率开关组件所等效的二极管的阴极则耦接于所述第二电池的第一端。
附图说明
图1为本发明第一实施例的电路拓朴连接示意图;
图2为本发明第一实施例中双电池组于放电状态的示意图;
图3为本发明第一实施例中双电池组于充电状态的示意图;
图4为本发明第二实施例的电路组件连接示意图;
图5为本发明第三实施例的电路组件连接示意图。
具体实施方式
在下文中将参阅随附图式,借以更充分地描述各种例示性实施例,并在随附图式中展示一些例示性实施例。然而,本发明之概念可能以许多不同形式来加以体现,且不应解释为仅限于本文中所阐述之例示性实施例。确切而言,提供此等例示性实施例使得本发明将为详尽且完整,且将向熟习此项技术者充分传达本发明概念的范畴。在诸图式中,可为了清楚而夸示电路方块、电路组件之大小以及相对之位置,其中对于类似数字始终指示类似组件。
应理解,虽然在本文中可能使用术语开关组件系包括有多个功率开关组件,是指一种切换组件的表达术语,但并不限定是采用IGBT、BJT、MOS、CMOS、JFET或是MOSFET,即此等组件不应受此等电子组件实际产品术语之限制。以及本文所出现之第一至第四功率开关组件Q1至Q4、第一至第二电容器C1至C2或是第一至第二电感L1至L2…等等,此等术语乃用以清楚地区分一组件与另一组件,并非具有一定的组件顺序排列关系,即有可能会有第一开关、第三开关而无第二开关的组件实施型态,乃非一定具有连续关系之序号作为组件符号之标示。
如本文中所使用术语之第一端、第二端、上端或下端、左侧端或右侧端等等,此等术语乃用以清楚地区分一个组件的一端点与所述组件的另一端点,或为区分一组件与另一组件之间,或是一个端点与另一个端点之间系为不同,其并非用以限制所述文字序号所呈现之顺序关系,且非必然有数字上连续之关系;此外,本文可能使用术语“复数个”或“多个”来描述具有设置多个电路组件,但此等复数个组件并不仅限于实施有二个、三个或四个及四个以上的组件数目表示所实施的技术;以上,合先叙明。
本发明公开一种双向DC-DC变换器,借由本发明所设置的电路组件连接能够适用于双电池组架构的双向DC-DC变换器的拓朴结构,可实现双电池放电和充电的转换功能,并且可实现共电池之应用,以提高电池的利用率和系统的功率密度,即本发明有效地解决现有的双向DC-DC变换器无法满足共电池之应用,进而提供一种具有高功率密度和可实现共电池应用设计的双向DC-DC变换器。
图1所示为本发明所述之双向DC-DC变换器的电路拓朴结构,包括有复数个电池、复数个电感器、复数个电容器以及复数个功率开关组件。其中,所述复数个电池包括有一第一电池BAT1及一第二电池BAT2;所述复数个电感器包括有一第一电感器L1及一第二电感器L2;所述复数个电容器包括有一第一电容器C1及一第二电容器C2;所述的复数个功率开关组件则包括有第一至第四功率开关组件Q1至Q4。
第一电池BAT1为所述双向DC-DC变换器的第一个电源,为一直流电源的电力来源;第一电感器L1的第一端耦接于第一电池BAT1的第一端。至于第一电感器L1的第一端是指如图1所示中所述第一电感器L1的左端,第一电感器L1的第二端即指所述第一电感器L1的右端点;而第一电池BAT1的第一端乃是指图1中第一电池BAT1的上端,在实际运用上,所述第一电池BAT1的第一端可为一直流电池电源的正极端,以及第一电池BAT1的第二端为第一电池BAT1的下端,实际运用上为一个电池的负极端。
所述第一功率开关组件Q1的第一端耦接于第一电感器L1的第二端,所述第一功率开关组件Q1的第二端耦接于第一电池BAT1的第二端。其中第一功率开关组件Q1的第一端是指图1中所述第一功率开关组件Q1的上端,在一实施例中,若第一功率开关组件Q1为一MOSFET组件时,则所述第一功率开关组件Q1的第一端即为一漏极端(Drain);而第一功率开关组件Q1的第二端是指图1中所述第一功率开关组件Q1的下端;至于第一功率开关组件Q1于实际运用上,其组件可以为IGBT、BJT、MOS、CMOS、JFET或是MOSFET等组件,或者是IGBT的开关模组,但不限于这六类,本发明的实施范围并不加以限制。同样的,在一实施例中当第一功率开关组件Q1为一MOSFET组件时,此时,所述第一功率开关组件Q1的第二端为一下端,并可为一源极端(Source)。此外,当第一功率开关组件Q1为一MOSFET组件时,所述第一功率开关组件Q1还有一栅极端(Gate),所述栅极端为所述第一功率开关组件Q1控制导通或截止的端点,且所述栅极端耦接有一控制电路(图中未示),借以控制所述第一功率开关组件Q1的动作,然而,本发明主要为如图1至图5所示的电路拓朴结构,与功率开关组件相关的控制电路则不予赘述。
所述第三功率开关组件Q3的第二端耦接于第一电感器L1的第二端;其中第三功率开关组件Q3的第二端是指图1中所述第三功率开关组件Q3的左端。在一实施例中,若第三功率开关组件Q3为一MOSFET组件时,则第三功率开关组件Q3的第二端即为一源极端(Source)。另一方面,第三功率开关组件Q3的第一端是指图1中所述第三功率开关组件Q3的右端,至于第三功率开关组件Q3于实际运用上,其组件可以为IGBT、BJT、MOS、CMOS、JFET或是MOSFET等组件,或者是IGBT的开关模组,但不限于这六类,本发明的实施范围并不加以限制。同样的,在一实施例中当第三功率开关组件Q3为一MOSFET组件时,此时,所述第三功率开关组件Q3的第一端为右端,并可为一漏极端(Drain)。另外当第三功率开关组件Q3为一MOSFET组件时,所述第三功率开关组件Q3还有一栅极端,所述栅极端为所述第三功率开关组件Q3用以控制导通或截止的端点,且所述栅极端耦接有一控制电路(图中未示),借以控制所述第三功率开关组件Q3的动作,然而,本发明主要为如图1至图5所示的电路拓朴结构,与功率开关组件相关的控制电路则不予赘述。
所述第一电容器C1有一第一端及一第二端,如图1所示第一电容器C1的第一端为上端,第一电容器C1的第二端为下端。其中所述第一电容器C1的第一端耦接于第三功率开关Q3的第一端(漏极端);所述第一电容器C1的第二端则与第一电池BAT1的第二端(负极端)相耦接,且所述第一电容器C1的第二端亦与所述第一功率开关组件Q1的第二端(源极端)相耦接。在一实施例中,第一电容器C1的第一端为一正极端;第一电容器C1的第二端为一负极端。
所述第二电池BAT2为所述双向DC-DC变换器的第二个直流电形式的电源,第二电池BAT2的第一端耦接于第一电池BAT1的第二端;第二电池BAT2的第一端乃是指图1中第二电池BAT2的上端,实际运用上,所述第二电池BAT2的第一端可以为一直流电池电源的正极端,以及第二电池BAT2的第二端为第二电池BATB的下端,为一负极端。通过第一电池BAT1以及第二电池BAT2的连接,形成一共电池设计且为双电池组的双向DC-DC变换器。
所述第二功率开关组件Q2的第一端耦接于第二电池BAT2的第一端;关于第二功率开关组件Q2的第一端是指图1中所述第二功率开关组件Q2的上端。另在一实施例中,若第二功率开关组件Q2为一MOSFET组件时,则所述第二功率开关组件Q2的第一端即为一漏极端(Drain),相对的,第二功率开关组件Q2的第二端是指图1中所述第二功率开关组件Q2的下端,为一源极端(Source)。至于第二功率开关组件Q2于实际运用上,其组件可以为IGBT、BJT、MOS、CMOS、JFET或是MOSFET等组件,或者是IGBT的开关模组,但不限于这六类,本发明的实施范围并不加以限制。此外,当第二功率开关组件Q2为一MOSFET组件时,所述第二功率开关组件Q2还有一栅极端,所述栅极端为所述第二功率开关组件Q2用来控制导通或截止的端点,且所述栅极端耦接有一控制电路(图中未示),借以控制所述第二功率开关组件Q2的动作,然而,本发明主要为如图1至图5所示的电路拓朴结构,与功率开关组件相关的控制电路则不予赘述。
所述第二电容器C2的第一端耦接于第二电池BAT2的第一端;如图1所示,第二电容器C2的第一端为上端,第二电容器C2的第二端为下端。其中所述第二电容器C2的第一端同时耦接于第二功率开关Q2的第一端(漏极端)。在一实施例中,第二电容器C2的第一端为一正极端;第二电容器C2的第二端为一负极端。
所述第二电感器L2的第一端耦接于第二电池BAT2的第二端,第二电感器L2的第二端则耦接于第二功率开关组件Q2的第二端(源极端)。其中所述第二电感器L2的第一端如图1所示为所述第二电感器L2的左端,第二电感器L2的第二端为右端。
所述第四功率开关组件Q4的第一端耦接于第二功率开关组件Q2的第二端,所述第四功率开关组件Q4的第二端耦接于所述第二电容器C2的第二端。其中第四功率开关组件Q4的第一端是指图1中所述第四功率开关组件Q4的左端。在一实施例中,若第四功率开关组件Q4为一MOSFET组件时,则第四功率开关组件Q4的第一端为漏极端(Drain),第四功率开关组件Q4的第二端为右端并为一源极端(Source)。第四功率开关组件Q4于实际运用上,其组件可以为IGBT、BJT、MOS、CMOS、JFET或是MOSFET等组件,或者是IGBT的开关模组,但不限于这六类,本发明的实施范围并不加以限制。此外,当第四功率开关组件Q4为一MOSFET组件时,所述第四功率开关组件Q4还有一栅极端,所述栅极端为所述第四功率开关组件Q4用以控制导通或截止的端点,且所述栅极端耦接有一控制电路(图中未示),借以控制所述第四功率开关组件Q4的动作,然而,本发明主要为如图1至图5所示的电路拓朴结构,与功率开关组件相关的控制电路则不予赘述。
图1所示,所述第一电池BAT1与第二电池BAT2的连接为双电池组的电路结构,并且为共N线。其中第一电池BAT1的第二端与第二电池BAT2的第一端的连接点、第一功率开关组件Q1与第二功率开关组件Q2的连接点,以及与第一电容器C1与第二电容器C2的连接点,等三个接点,皆为所述共N线的连接点。在实际运用上,所述共N线为一中性线。
上述中,图1本发明所揭示的电路拓朴架构是采用双电池组共N线设计,第一至第四功率开关组件Q1至Q4于切换充电/放电的不同状态时,可等校为二极管使用,通过调整栅极端(Gate)所连接的控制电路的工作周期比值(占空比),能够实现电流双向流动。并且所述的双电池组架构的双向DC-DC变换器电路可应用在高频非隔离型直流-直流变换器中作为开关型的电路结构。此外,所述的第一至第四功率开关组件Q1至Q4是为全控型的功率开关组件,包括功率MOSFET、功率型IGBT、大功率IGBT模块等等,但不限于这三类。
图2所示,是当双向DC-DC变换器的电路应用在电池放电状态下的等效拓扑电路图,如图2所示。其中第一电池BAT1与第二电池BAT2于放电状态时,则第一电池BAT1通过第一电感器L1、第一功率开关组件Q1以及所述第三功率开关组件Q3成为一等效的二极管,即为一第三等效二极管D3等电路的连接,执行对第一电容器C1进行充电。另一方面,第二电池BAT2亦通过第二电感器L2、第二功率开关组件Q2以及所述第四功率开关组件Q4为一等效的二极管,即为一第四等效二极管D4等电路的连接,而对所述第二电容器C2进行充电并供给电能;同时,并维持整体电路系统双电池组的所述共N线之电平稳定,有效地降低系统高频信号的干扰。
图2中,第三功率开关组件Q3所等效的所述第三等效二极管D3的阳极,为耦接于第一电感器L1的第二端,第三功率开关组件Q3所等效的第三等效二极管D3的阴极则耦接于第一电容器C1的第一端。第四功率开关组件Q4所等效的第四等效二极管D4的阳极,为耦接于第二电容器C2的第二端,第四功率开关组件Q4所等效的第四等效二极管D4的阴极则耦接于第二电感器L2的第二端。
图3是当双向DC-DC变换器的电路应用在电池充电状态下的等效拓扑电路图,如图3所示。其中第一电池BAT1与第二电池BAT2于充电状态时,则所述第一电容器C1通过第三功率开关组件Q3、所述第一功率开关组件Q1控制为一等效的二极管,即为第一等效二极管D1以及第一电感器L1等相关电路的连接,执行对所述第一电池BAT1充电。同样的,第二电容器C2通过第四功率开关组件Q4、所述第二功率开关组件Q2为一等效的二极管,即为第二等效二极管D2以及第二电感器L2等相关电路的连接,对所述第二电池BAT2充电;并维持所述共N线之电平稳定,且整体电路系统中电容器中点的电平稳定,能有效地降低电路系统的高频信号干扰。
图3中第一功率开关组件Q1所等效的第一等效二极管D1的阳极,为耦接于所述第一电池BAT1的第二端,所述第一功率开关组件Q1所等效的第一等效二极管D1的阴极则耦接于第一电感器L1的第二端。另外,第二功率开关组件Q2所等效的第二等效二极管D2的阳极,为耦接于第二电感器L2的第二端,而所述第二功率开关组件Q2所等效的第二等效二极管D2的阴极则耦接于所述第二电池BAT2的第一端。
图4为本发明第二实施例的拓朴电路结构连接图,第二实施例与第一实施例的主要差异在于所述第二实施例中,所述的第一电容器C1并联连接有一第一电阻R1,第二电容器C2的两端并联连接有一第二电阻R2,所述第一电阻R1及第二电阻R2可以个别表示为本发明之双向DC-DC变换器的负载端(第一电容器C1及第二电容器C2端)上所连接的其他电路,或者表示负载的一种等效电路表示。此外,所述第一电阻R1及第二电阻R2亦能够表示由所述第一电阻R1及第二电阻R2向左侧看入点的整体电路等效电阻。
图5所示为由所述第二实施例所进一步衍生的实施例,亦即所述的第一电容器C1并联连接有一第一负载10,第二电容器C2的两端并联连接有一第二负载20,所述第一负载10即第二负载20能进一步作为所述双向DC-DC变换器驱动负载的不同应用实施例。
综上所述,本发明提出一种双向DC-DC变换器,能够通过调整拓扑架构组件与相关器件,使其能够实现双电池组架构双向DC-DC能量转换,拓扑架构工作于电池放电模式和工作于电池充电模式下的电池中点共N线都能维持电平的稳定,大幅度的提升了整体系统稳定性,且可实现共电池应用的电路架构。且本发明的实际效果为在实现双电池组架构的双向DC-DC变换器,同时也可以实现共电池应用,并提升电池利用率和功率密度。本发明可靠易行,可以运用于直流变换器提高功率密度,尤其是可以应用于大功率的双电池组的直流变换器,以提高其电池的使用价值。显见,本发明极具有专利申请的要件。
然而,本发明说明内容所述,仅为较佳实施例的举例说明,当不能限定本发明所保护的范围,任何局部变动、修正或增加的技术,仍不脱离本发明所保护的范围中。

Claims (10)

1.一种双向DC-DC变换器,其特征在于,包括:
一第一电池,为所述双向DC-DC变换器的第一个电源;
一第一电感器,所述第一电感器的第一端耦接于所述第一电池的第一端;
一第一功率开关组件,所述第一功率开关组件的第一端耦接于所述第一电感器的第二端,所述第一功率开关组件的第二端耦接于所述第一电池的第二端;
一第三功率开关组件,所述第三功率开关组件的第二端耦接于所述第一电感器的第二端;
一第一电容器,所述第一电容器的第一端耦接于所述第三功率开关组件的第一端,所述第一电容器的第二端耦接于所述第一电池的第二端;
一第二电池,为所述双向DC-DC变换器的第二个电源,所述第二电池的第一端耦接于所述第一电池的第二端;
一第二功率开关组件,所述第二功率开关组件的第一端耦接于所述第二电池的第一端;
一第二电容器,所述第二电容器的第一端耦接于所述第二电池的第一端;
一第二电感器,所述第二电感器的第一端耦接于所述第二电池的第二端,所述第二电感器的第二端耦接于所述第二功率开关组件的第二端;及
一第四功率开关组件,所述第四功率开关组件的第一端耦接于所述第二功率开关组件的第二端,所述第四功率开关组件的第二端耦接于所述第二电容器的第二端。
2.如权利要求1所述的双向DC-DC变换器,其特征在于,所述第一电池与第二电池为双电池组且为共N线;所述第一电池的第二端与所述第二电池的第一端的连接点,以及与所述第一电容器的第二端与所述第二电容器的第一端的连接点,皆为所述共N线的连接点。
3.如权利要求2所述的双向DC-DC变换器,其特征在于,所述第一电池与所述第二电池于放电状态时,所述第一电池通过所述第一电感器、所述第一功率开关组件以及为一等效的二极管的所述第三功率开关组件的电路连接,对所述第一电容器进行充电;且所述第二电池也通过所述第二电感器、所述第二功率开关组件以及为一等效的二极管的所述第四功率开关组件电路连接,而对所述第二电容器进行充电;并维持所述共N线的电平稳定。
4.如权利要求2所述的双向DC-DC变换器,其特征在于,所述第一电池与所述第二电池于充电状态时,所述第一电容器通过所述第三功率开关组件、为一等效的二极管的所述第一功率开关组件以及所述第一电感器的电路连接,对所述第一电池充电;所述第二电容器通过所述第四功率开关组件、为一等效的二极管的所述第二功率开关组件以及所述第二电感器的连接,对所述第二电池充电;并维持所述共N线的电平稳定。
5.如权利要求1所述的双向DC-DC变换器,其特征在于,所述第一功率开关组件至所述第四功率开关组件为功率型的MOSFET、IGBT、BJT、MOS、CMOS、JFET或是IGBT的开关模组。
6.如权利要求1所述的双向DC-DC变换器,其特征在于,所述第一电池的第一端及所述第二电池的第一端,皆为正极端;所述第一电池的第二端及所述第二电池的第二端皆为负极端。
7.如权利要求1所述的双向DC-DC变换器,其特征在于,所述第一电容器的第一端以及所述第二电容器的第一端,皆为正极端;所述第一电容器的第二端及所述第二电容器的第二端皆为负极端。
8.如权利要求1所述的双向DC-DC变换器,其特征在于,所述第一功率开关组件的第一端至第四功率开关组件的第一端皆为漏极端;所述第一功率开关组件的第二端至第四功率开关组件的第二端皆为源极端。
9.如权利要求3所述的双向DC-DC变换器,其特征在于,所述第三功率开关组件所等效的二极管的阳极,为耦接于所述第一电感器的第二端,所述第三功率开关组件所等效的二极管的阴极则耦接于所述第一电容器的第一端;所述第四功率开关组件所等效的二极管的阳极,为耦接于所述第二电容器的第二端,所述第四功率开关组件所等效的二极管的阴极则耦接于所述第二电感器的第二端。
10.如权利要求4所述的双向DC-DC变换器,其特征在于,所述第一功率开关组件所等效的二极管的阳极,为耦接于所述第一电池的第二端,所述第一功率开关组件所等效的二极管的阴极则耦接于所述第一电感器的第二端;所述第二功率开关组件所等效的二极管的阳极,为耦接于所述第二电感器的第二端,所述第二功率开关组件所等效的二极管的阴极则耦接于所述第二电池的第一端。
CN201910082831.0A 2019-01-23 2019-01-23 双向dc-dc变换器 Pending CN111478582A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910082831.0A CN111478582A (zh) 2019-01-23 2019-01-23 双向dc-dc变换器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910082831.0A CN111478582A (zh) 2019-01-23 2019-01-23 双向dc-dc变换器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111478582A true CN111478582A (zh) 2020-07-31

Family

ID=71743573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910082831.0A Pending CN111478582A (zh) 2019-01-23 2019-01-23 双向dc-dc变换器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111478582A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101232191A (zh) * 2007-12-14 2008-07-30 艾默生网络能源有限公司 一种不间断电源
CN102468770A (zh) * 2010-11-17 2012-05-23 联正电子(深圳)有限公司 交流电源输入集成电源装置及其控制方法
CN102593910A (zh) * 2012-03-02 2012-07-18 华为技术有限公司 一种不间断电源
CN102611295A (zh) * 2012-03-13 2012-07-25 华为技术有限公司 一种功率因数校正装置
CN103683397A (zh) * 2013-11-28 2014-03-26 华为技术有限公司 一种不间断电源电路及其控制方法
CN103875171A (zh) * 2011-08-29 2014-06-18 施耐德电气It公司 用于ups的带有集成的充电器的双升压转换器
US20140334199A1 (en) * 2012-06-30 2014-11-13 Huawei Technologies Co., Ltd. Five-Level Power Converter, and Control Method and Control Apparatus for the Same
CN106411164A (zh) * 2016-12-22 2017-02-15 深圳市英威腾电源有限公司 一种整流系统及其控制方法
CN206533178U (zh) * 2017-03-21 2017-09-29 佛山市新光宏锐电源设备有限公司 一种双boost结构的整流充电复用电路

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101232191A (zh) * 2007-12-14 2008-07-30 艾默生网络能源有限公司 一种不间断电源
CN102468770A (zh) * 2010-11-17 2012-05-23 联正电子(深圳)有限公司 交流电源输入集成电源装置及其控制方法
CN103875171A (zh) * 2011-08-29 2014-06-18 施耐德电气It公司 用于ups的带有集成的充电器的双升压转换器
CN102593910A (zh) * 2012-03-02 2012-07-18 华为技术有限公司 一种不间断电源
CN102611295A (zh) * 2012-03-13 2012-07-25 华为技术有限公司 一种功率因数校正装置
US20140334199A1 (en) * 2012-06-30 2014-11-13 Huawei Technologies Co., Ltd. Five-Level Power Converter, and Control Method and Control Apparatus for the Same
CN103683397A (zh) * 2013-11-28 2014-03-26 华为技术有限公司 一种不间断电源电路及其控制方法
CN106411164A (zh) * 2016-12-22 2017-02-15 深圳市英威腾电源有限公司 一种整流系统及其控制方法
CN206533178U (zh) * 2017-03-21 2017-09-29 佛山市新光宏锐电源设备有限公司 一种双boost结构的整流充电复用电路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7606053B2 (en) DC-to-DC converter and electric motor drive system using the same
Lin et al. Analysis and implementation of a soft switching converter with high-voltage conversion ratio
EP3255771B1 (en) Bidirectional dc-dc convertor
CN111525815B (zh) 双向dcdc变换电路、储能变流器和充放电控制方法
CN112994449B (zh) 三态谐振开关电容功率变换器及其控制方法
CN113346750A (zh) 基于耦合电感的软开关同相buck-boost变换器及控制方法
CN111211688A (zh) Dc-dc变换器和双向dc-dc变换器及包括其的不间断电源
US20230253877A1 (en) Power factor correction and dc-dc multiplexing converter and uninterruptible power supply including the same
CN211880118U (zh) 电池管理芯片、电池管理系统及电子设备
CN111478582A (zh) 双向dc-dc变换器
CN111211685A (zh) Dc-dc变换器和双向dc-dc变换器及包括其的不间断电源
RU2165669C1 (ru) Зарядно-разрядное устройство
KR101734215B1 (ko) 안정성이 향상된 양방향 비절연 dc-dc 컨버터
CN114499183A (zh) 一种宽范围输入非隔离三端口dc-dc变换器
CN104685774A (zh) Dc-dc转换器、使用该dc-dc转换器的太阳能控制器及移动体
CN111327194B (zh) 共直流电源的电源转换器及供电装置
CN111835075B (zh) 可实现共电池和非共电池架构的切换电路
TWM578485U (zh) 雙向dc-dc變換器
TWM584056U (zh) 可實現共電池和非共電池架構之切換電路
CN110729896A (zh) 基于mmc的双向直流变换器及其控制系统
TWI677158B (zh) 可實現共電池和非共電池架構之切換電路
CN110994993B (zh) 一种多通道双向升降压电路
US20230253879A1 (en) Charger, a multiplexing current conversion circuit and an uninterruptible power supply including the same
Naresh et al. Comparative Analysis of Voltage Multiplier Cell Based Non-Isolated Step-Up Converters
CN111786554B (zh) 升压型功率变换装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200731

RJ01 Rejection of invention patent application after publication