CN205319946U - 双向dcdc电源变换器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双向DCDC电源变换器，旨在提供一种电路使用寿命长，元器件可非持续性工作的双向DCDC电源变换器，解决了所有的半导体器件都持续性工作，会使得其使用寿命降低的技术问题，其技术方案要点是包括具有低压输入端和高压输出端的直流变换电路，所述直流变换电路设有两个，两个直流变换电路的低压端输入端和高压输出端通过切换开关反向并联，达到了可以随意进行投切使用，满足客户使用需求，具有部分电路具有待机状态的效果，本实用新型适用于直流变换器技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流变换器，更具体地说，它涉及双向DCDC电源变换器。
背景技术
DC/DC变换器是将一种直流电能转换成另一种形式直流电能的技术，主要对电压、电流实现变换。它在可再生能源、电力系统、交通、航天航空、计算机和通讯、家用电器、国防军工、工业控制等领域得到广泛的应用。
通常DC/DC变换器都是单向工作的，主要原因是因为功率开关(SCR，IGBT等)均为单向，并且主功率回路上都有单向导电的二极管，所以能量只能单向流动。然而随着科技和社会的发展，现有的DCDC直流变换器主要实现高压端和低压端直流电压的变换，不能进行能量的高效转换和双向传输。
目前，市场上的（申请号为CN201520128335.1的中国专利公开了一种大功率直流输入/输出双向变换器），实现电力的双向传输，但是对于电力传输的过程中的安全保护性能会有所降低，如果此电路中出现某个元器件损坏，那么整个电路功能就无法使用，而且对于所有的半导体器件都持续性工作，因此会使得其使用寿命降低，需要进行一定的改进。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于：提供电路使用寿命长，元器件可非持续性工作的双向DCDC电源变换器。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种双向DCDC电源变换器，包括具有低压输入端和高压输出端的直流变换电路，所述直流变换电路设有两个，两个直流变换电路的低压端输入端和高压输出端通过切换开关反向并联。
通过上述设置，采用具有高效单向传输电力的直流变换电路设置成两个，第一个直流变换电路的低压输入端通过切换开关连接第二个直流变换电路的高压输出端，第一个直流变换电路的高压输出端通过切换开关连接第二而直流变换电路的低压输入端，因此通过闭合切换开关，可以实现直流变换器的电力双向传输，同时，在需要单相传输的时候可以进行独立切除其中一个直流变换电路，从而使得使用情况和使用者的需要，随意调节，便于用户使用，从而使得电路电力在处于单向传输的过程中可以将一部分电路切除，将其处于待机的状态，降低元器件的能耗，从而提高整个电路的功率转换效率，并且，输入和输出的接口可以不用区分，避免使用者搞不清楚输入输出接口方向而造成电路故障，进一步提高使用者的便捷程度。
作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述直流变换电路还包括从低压输入端依次耦接的滤波电路、桥式开关电路、变压器、整流桥电路，所述低压输入端和高压输出端上串联有缓冲电路，所述缓冲电路包括正向串联的二极管、缓冲电阻，并联于缓冲电路用以投切缓冲电路的继电器元件。
通过上述设置，在低压输入端和高压输出端上设置缓冲电路，在电路输入、输出端接通电源的瞬间，会产生浪涌电流，浪涌电流容易使得桥式开关电路损坏，通过设置缓冲电路，从而可以有效吸收浪涌电流，从而提高电路的使用寿命和安全性能。
作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述滤波电路包括多个并联的滤波电容。
通过上述设置，滤波电容使得电力传输的电流更加平稳，去除杂波，提高抗干扰能力。
作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述桥式开关电路包括IGBT模块，所述IGBT模块的开关管的控制端连接有稳压元件。
通过上述设置，IGBT模块为现有产品，主要是有多个开关管集成的，开关管的控制端的需要一个稳定的电压，因此通过稳压元件进行稳定控制端的电压，从而防止控制端的电压不稳，提高IGBT模块的开关速度，提高电力传输的效率。
作为本实用新型的具体方案可以优选为：所述切换开关为单刀多掷开关。
通过上述设置，单刀多掷开关可以进行多个线路的同时接入和切除，从而可以提高切换效率。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
1、可以独立进行两个方向的电力传输和转换；
2、可以双向同时进行电力的高效传输；
3、有效提高电路的使用寿命；
4、便于使用者操作使用。
附图说明
图1为本实施例的电路结构框图；
图2为本实施例的直流变换电路原理图一；
图3为本实施例的直流变换电路原理图二。
图中1、直流变换电路；11、低压输入端；12、高压输出端；13、滤波电路；131、滤波电容；14、桥式开关电路；15、变压器；16、整流桥电路；17、缓冲电路；171、二极管；172、缓冲电阻；2、切换开关；3、继电器元件；4、稳压元件。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，一种双向DCDC电源变换器，具有双向传输的功能，是一种典型的“一机两用”设备，现有技术中的单向DC/DC变换器只能将能量从一个方向传到另一个方向，本实施例则可以实现能量的双向传输，功率不仅可以从输入端流向输出端，也能从输出端流向输入端。它的输入输出电压极性不变，但输入、输出电流的方向可以改变。包括具有低压输入端11和高压输出端12的直流变换电路1，所述直流变换电路1设有两个，两个直流变换电路1的低压端输入端和高压输出端12通过切换开关2反向并联。工作过程中，可以将切换开关2闭合，使得两个直流变换电路1同时工作，此时，具有双向电力变化传输的功能，而如果只使用某一个方向的电力传输，则另一个处于待机状态，而如果其中一个方向的电力传输出现问题，例如元器件故障，却不会影响到另一个直流变换电路1的功能，从而提高使用的便捷程度，并且可以有效提高电力传输的效率。在使用时，还可以将切换开关2断开，则可以进行双向独立工作，提高工作效率。
如图2、3所示，进一步对直流变换电路1进行阐述，所述直流变换电路1还包括从低压输入端11依次耦接的滤波电路13、桥式开关电路14、变压器15、整流桥电路16，所述低压输入端11和高压输出端12上串联有缓冲电路17，所述缓冲电路17包括正向串联的二极管171、缓冲电阻172，并联于缓冲电路17用以投切缓冲电路17的继电器元件3。图2中，低压输入端11输入低压电流，此时在接通电源的瞬间具有浪涌电流的产生，而此时继电器元件3没有得电，从而电流通过缓冲电路17中的二极管171和缓冲电阻172，二极管171使得电流的流向保持正向导通，通过缓冲电阻172对浪涌电流的吸收，同时以热能的方式消耗掉，起到了保护后面的电路元器件，提高整体的使用寿命。接着通过电感L1进行储能，同时采用多个并联的滤波电容131使得电流更加平稳，提高电气特性。采用了安规电容Cx，安规电容Cx的放电和普通电容不一样，普通电容在外部电源断开后电荷会保留很长时间，如果用手触摸就会被电到，而安规电容则没这个问题，起到滤波和防止外界干扰的作用。滤波电路13包括多个并联的滤波电容131。滤波电容131采用的是电解电容，图2中采用的电解电容的标号例如：C1、C2、C3。
在滤波电路13的后面连接桥式开关电路14，所述桥式开关电路14包括IGBT模块，IGBT模块采用的型号为FF300R06KE3，集成度高，使用寿命长，所述IGBT模块的开关管的控制端连接有稳压元件4，通过稳压元件4对开关管的控制端的电压等级进行限制，进一步提高使用安全性和提高开关效率。
在桥式开关电路14中开关管连接出来的两个端口L1、N1连接至图3所示的变压器15上的L1、N1端口，通过变压器15进行电力变换，并且变压器15的二次侧连接的为整流桥电路16，采用的是二极管171VD1、VD2、VD3、VD4，形成了全桥整流，同样可以采用全桥整流模块来代替，通过相同的缓冲电路17进行输出，在继电器元件3得电的情况下，缓冲电路17短路，并不消耗电能，使得电路电力传输效率提高，损耗降低，安全性能提高。
为了提高操作的便捷程度，进一步将切换开关2设置为单刀多掷开关。如图1所示，连接之后形成联动，可以同时对多条线路进行接入和断开操作，使用十分方便。
综上所述，可以独立进行两个方向的电力传输和转换；可以双向同时进行电力的高效传输；有效提高电路的使用寿命；便于使用者操作使用。
本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (5)
1.一种双向DCDC电源变换器，包括具有低压输入端（11）和高压输出端（12）的直流变换电路（1），其特征在于：所述直流变换电路（1）设有两个，两个直流变换电路（1）的低压端输入端和高压输出端（12）通过切换开关（2）反向并联。
2.根据权利要求1所述的双向DCDC电源变换器，其特征在于：所述直流变换电路（1）还包括从低压输入端（11）依次耦接的滤波电路（13）、桥式开关电路（14）、变压器（15）、整流桥电路（16），所述低压输入端（11）和高压输出端（12）上串联有缓冲电路（17），所述缓冲电路（17）包括正向串联的二极管（171）、缓冲电阻（172），并联于缓冲电路（17）用以投切缓冲电路（17）的继电器元件（3）。
3.根据权利要求2所述的双向DCDC电源变换器，其特征在于：所述滤波电路（13）包括多个并联的滤波电容（131）。
4.根据权利要求2所述的双向DCDC电源变换器，其特征在于：所述桥式开关电路（14）包括IGBT模块，所述IGBT模块的开关管的控制端连接有稳压元件（4）。
5.根据权利要求1所述的双向DCDC电源变换器，其特征在于：所述切换开关（2）为单刀多掷开关。
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