[实用新型]一种级联双向DC-DC变换器

说明书

技术领域

本申请涉及一种DC-DC变换器，特别涉及一种级联双向DC-DC变换器。

背景技术

级联双向DC-DC变换器目前在光储系统、燃料电池系统、电动汽车以及不间断电源系统中已经有广泛的应用。

参见图1，该图为现有技术中的一种典型的非隔离级联双向DC-DC变换器示意图。

图1中的第一开关管Q1和第二开关管Q2可以分别采用MOS管或者IGBT管。

但是拓扑升降压比最大只能做到4倍左右，无法满足高升降压比的要求。

针对传统的非隔离式级联双向DC-DC变换器，现有技术中还提供了一种隔离式的级联双向DC-DC变换器（BDC，Bi-directional DC-DC Converter）。

参见图2，该图为现有技术中提供的隔离式级联双向DC-DC变换器示意图。

如图2所示，第一级为不隔离BDC100，第二级为直流变压器（DCT，Direct Current Transformer）200；

图2这种结构的级联双向DC-DC变换器主要利用第二级DCT200来实现高的升压比。

但是，这种结构的缺点是还要增加隔离变压器。

综上所述，如何提供一种级联双向DC-DC变换器不利用隔离变压器而可以实现高的升降压比，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种级联双向DC-DC变换器，不利用隔离变压器而可以实现高的升降压比。

本申请提供的一种级联双向DC-DC变换器，包括依次连接的第一级双向DC-DC电路、储能滤波单元、第二级双向DC-DC电路，第一级双向DC-DC电路包括两个相同的、并联连接的双向三电平模块，分别为第一双向三电平模块和第二双向三电平模块；

第二级双向DC-DC电路包括第三双向三电平模块。

进一步地，所述储能滤波单元包括串联连接的、相同的第一滤波电容和第二滤波电容。

进一步地，所述第一双向三电平模块包括：第一电感、第一开关管、第三开关管、第二电感、第二开关管和第四开关管；所述第一电感的一端连接输入电源的正端，所述第一电感的另一端通过所述第三开关管与所述第一滤波电容的第一端相连；所述第一电感的另一端通过所述第一开关管、第二开关管、第二电感连接输入电源的负端；第一开关管和第二开关管的连接点与第一滤波电容的第二端和第二滤波电容的第一端相连，第二滤波电容的第二端通过第四开关管与第二电感和第二开关管的连接点相连；所述第二双向三电平模块包括：第三电感、第五开关管、第六开关管、第四电感、第七开关管和第八开关管；所述第三电感的一端连接输入电源的正端，所述第三电感的另一端通过所述第七开关管与所述第一滤波电容的第一端相连；所述第三电感的另一端通过所述第五开关管、第六开关管、第四电感连接输入电源的负端；第五开关管和第六开关管的连接点与第一滤波电容的第二端和第二滤波电容的第一端相连，第二滤波电容的第二端通过第八开关管与第四电感和第六开关管的连接点相连。

进一步地，所述第三双向三电平模块包括第五电感、第九开关管、第十开关管、第六电感、第十一开关管和第十二开关管，以及第三滤波电容和第四滤波电容；所述第五电感的第一端与所述第一滤波电容的第一端相连，所述第六电感的第一端与所述第二滤波电容的第二端相连，第五电感的第二端通过第九开关管和第十开关管与所述第六电感的第二端相连，第五电感的第二端通过第十一开关管与所述级联双向DC-DC变换器的正输出端相连，第六电感的第二端通过第十二开关管与所述级联双向DC-DC变换器的负输出端相连，第九开关管和第十开关管的连接点与所述级联双向DC-DC变换器的中点电压输出端相连；所述第三滤波电容和第四滤波电容串联连接在所述级联双向DC-DC变换器的正输出端和负输出端之间，第三滤波电容和第四滤波电容的连接点与所述级联双向DC-DC变换器的中点电压输出端相连；所述第三滤波电容和第四滤波电容的电气参数相同。

进一步地，所述级联双向DC-DC变换器还包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；所述第一开关连接在所述第一电感的第一端与输入电源的正端之间；所述第二开关连接在所述第三电感的第一端与输入电源的正端之间；所述第三开关连接在所述第一滤波电容的第一端与输入电源的正端之间；所述第四开关连接在所述第二滤波电容的第二端与输入电源的负端之间。