[发明专利]一种隔离直流双向变换器

说明书

[技术领域]

本发明涉及电源变换技术领域，尤其涉及一种隔离直流双向变换器。

[背景技术]

在新能源应用中，由于输入端的不稳定，通常会采用电池或超级电容进行储能，这种情况下需要采用双向变换器。在双向变换器两边电压差别很大的场合，如十倍以上情况下，采用不隔离的变换器模式效率较低，很不经济，特别是在某些情况下，由于安全的原因，也是需要隔离，因此这种情况下需要采用隔离的双向变换器。

在输出电压较低的大功率应用中，采用何种模式，在目前尚无完整的解决方案；目前的双向变换器各有优缺点，但在一侧为高压小电流，另一侧为低压大电流的应用场合，均不太适用，特别在某些新能源应用中，对于低压侧需要恒流充电或者恒流放电的场合，目前存在的这些双向变换器都不适合。

[发明内容]

本发明提供了一种隔离直流双向变换器，特别适合于高压端小电流到低压端大电流的双向变换。

本发明的技术方案是：

一种隔离直流双向变换器，包括：DSP、第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、变压器、隔离驱动单元、隔离单元、电感、电解电容，其中，变压器包括一个原边绕组和两个副边绕组；

第一MOS管和第二MOS管的漏极分别接高压端，第一MOS管的源极和第三MOS管的漏极连接，第二MOS管的源极和第四MOS管的漏极连接，第三MOS管和第四MOS管的源极分别接地，DSP的其中一个驱动端通过隔离驱动单元分别与第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管的栅极连接，DSP的其中一个电压检测端通过隔离单元与高压端连接，另一个电压检测端与低压端连接，DSP的电流检测端连接在第五MOS管的源极和地的连接点之间；

变压器的原边绕组的其中一端与第二MOS管和第四MOS管的连接点连接，另一端与第一MOS管和第三MOS管的连接点连接；电感的一端与两个副边绕组的连接点连接，另一端分别接低压端和电解电容的正极，电解电容的负极接地；DSP的另一个驱动端分别与第五MOS管和第六MOS管的栅极连接，第五MOS管的漏极与其中一个副边绕组连接，第五MOS管和第六MOS管的源极分别接地，第六MOS管的漏极与另一个副边绕组连接；

当能量从高压端流向低压端时，DSP通过隔离驱动单元驱动第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管进行全桥移相变换，并驱动第五MOS管和第六MOS管进行同步整流；当能量从低压端流向高压端时，DSP驱动第五MOS管和第六MOS管进行推挽变换，并驱动第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管进行同步整流。

本发明的双向变换器，DSP根据实际控制的需求，控制第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管的驱动方式，可以实现能量从低压端到高压端的流动，也可实现从高压端到低压端的流动，从而实现能量的双向流动；该双向变换器通过变压器实现了低压端、高压端电压的隔离，通过隔离驱动单元和隔离单元实现了直流隔离，而且由于低压端为中间抽头的全波整流，可以处理较大的电流，因此本发明的双向变换器特别适合于高压端小电流到低压端大电流的双向变换。

[附图说明]

图1是本发明隔离直流双向变换器在一实施例中的电路原理图；

图2是高压端V1到低压端V2变换的原理及波形图；

图3是低压端V2到高压端V1变换的原理及波形图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明的具体实施例做一详细的阐述。

本发明的隔离直流双向变换器，能实现能量的双向流动，通过变压器实现了低压端、高压端电压的隔离，通过隔离驱动单元和隔离单元实现了直流隔离，特别适合于高压端小电流到低压端大电流的双向变换。

如图1所示，本发明的双向变换器，包括：DSP、第一MOS管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4、第五MOS管Q5、第六MOS管Q6、变压器、隔离驱动单元、隔离单元、电感L2、电解电容C1，其中，变压器包括一个原边绕组L1-A和两个副边绕组L1-B、L1-C；