[发明专利]一种电能量双向流动装置及其电能量双向流动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电能量双向流动的装置及其双向流动方法，具体涉及一种基于双向DC-DC半桥软开关高频拓扑的能量双向流动的方法及装置。

背景技术

传统电源装置都是单向能量流动。比如蓄电池充电器，它把电网交流电力整流成直流向蓄电池充电；蓄电池活化放电电源，它把蓄电池的直流电力逆变成交流，把能量送到交流电网。如果要完成蓄电池充、放电，必须需要两套装置，才能实现充、放电。在这套系统中，蓄电池放电器和蓄电池充电器是两个独立的部件，它们各自内部都有复杂的控制电路，价格较高的主功率器件以及与之配套的驱动电路、保护电路，散热部件及箱体，这样势必会增加体积和重量，提高了系统成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种结构简单，造价低的能使电能量双向流动的电源装置及其双向流动方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电能量双向流动装置，直流低压侧与双向DC-DC半桥软开关高频电路相连；所述的双向DC-DC半桥软开关高频电路包括低压侧半桥电路和高压侧半桥电路，低压侧半桥电路和高压侧半桥电路之间通过高频变压器相连；直流低压侧与双向DC-DC半桥软开关高频电路的低压侧半桥电路相连，双向DC-DC半桥软开关高频电路的高压侧半桥电路输出与PWM整流器电路的直流侧相连，PWM整流器电路的逆变侧与电网侧相连。

一种电能量双向流动装置，所述的高频变压器集成有漏感。

一种电能量双向流动装置的电能量双向流动方法，当能量需要从交流侧流向直流侧时，PWM电路工作在整流状态，它把交流电力整流成稳定的直流电力；双向DC-DC半桥软开关高频电路把此直流电压降压成更低一些的直流电压；当能量需要从直流侧流向交流测时，双向DC-DC半桥软开关电高频路把此低直流电压升压成高一些的直流电压，PWM电路工作在有源逆变状态，它把直流逆变成交流，并且把能量送到交流电网。

本发明采用双向DC-DC半桥软开关高频拓扑可以解决能量双向流动的问题。如果采用双向DC-DC半桥软开关高频电路和PWM整流器电路级联，就能实现高频方式下的能量双向流动问题。双向DC-DC半桥软开关高频电路的结构很简单，隔离变压器的两端各有一个对称半桥。变换器的功率传输有两个对称半桥之间的相移控制。无需另加任何辅助开关和无源谐振网络，变换器的所有开关均可在双向变换过程中处于零电压开关状态，且开关的电压应力低。另外电路里没有大的延时器件存在，变换器的动态响应比较快。

本发明的主要优点：

1、高频方法实现能量双向流动。单一的PWM整流器可以实现能量双向流动，但是PWM整流器的逆变侧与装置的交流端加上一隔离升压变换器。这就是工频实现方法。由于采用工频变压器，所以体积大、质量大，比较笨重，成本比较高。高频方式正好弥补上述缺点，它质量轻、体积小、比较灵巧、成本较低。

2、解决常规DC-DC电路能量不能双向流动的问题，采用双向DC-DC半桥高频软开关拓扑，可以实现高压端和低压端在一定控制下能量双向流动。

3、在不增加硬件的条件下，可以实现能量的双向流动。集成化程度比较高。

4、适用场合比较多，蓄电池活化、放电和直流电源老化可以工作在有源逆变状态(能量从直流侧流向交流侧)；蓄电池三态充电和直流开关电源可以工作在整流状态(能量从交流侧流向直流侧)。

附图说明

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明的原理框图。

具体实施方式

参见附图1、2所示。