[实用新型]一种级联式非隔离双向DC-DC变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及DC-DC变换器控制技术领域，特别涉及一种级联式非隔离双向DC-DC变换器。

背景技术

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双向DC-DC变换器示意图。

图1中的第一功率开关管Q1和第二功率开关管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。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种级联式非隔离双向DC-DC变换器，不利用隔离变压器而可以实现高的升降压比。

本实用新型提供一种级联式非隔离双向DC-DC变换器，包括：第一滤波电容、第一级双向DC-DC电路和第二级双向DC-DC电路；

所述第一级双向DC-DC电路包括两个相同的、并联连接的双向Buck/Boost模块；

所述第一级双向DC-DC电路的输出端连接所述第二级双向DC-DC电路的输入端；第一级双向DC-DC电路的输出端连接第一滤波电容；

所述第二级双向DC-DC电路为一个双向三电平模块。

优选地，两个相同的、并联连接的所述双向Buck/Boost模块分别为第一双向Buck/Boost模块和第二双向Buck/Boost模块；

所述第一双向Buck/Boost模块包括：第一电感、第三功率开关管和第四功率开关管；所述第二双向Buck/Boost模块包括：第二电感、第一功率开关管和第二功率开关管；

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第三功率开关管连接所述输入电源的负端；所述第一电感的另一端通过所述第四功率开关管连接所述第一滤波电容的第一端；

所述第二电感的一端连接输入电源的正端，所述第二电感的另一端通过第一功率开关管连接所述输入电源的负端；所述第二电感的另一端通过所述第二功率开关管连接所述第一滤波电容的第一端；

所述第一滤波电容的第二端连接所述输入电源的负端。

优选地，所述双向三电平模块包括：第五功率开关管、第六功率开关管、第七功率开关管、第八功率开关管、第三电感、第四电感、第二滤波电容和第三滤波电容；

所述第三电感的一端连接所述第一滤波电容的第一端；所述第三电感的另一端通过所述第七功率开关管连接级联式非隔离双向DC-DC变换器的正输出端；

所述第四电感的一端连接所述第一滤波电容的第二端；所述第四电感的另一端通过所述第八功率开关管连接级联式非隔离双向DC-DC变换器的负输出端；

所述第三电感的另一端通过依次串联的第五功率开关管和第六功率开关管连接所述第四电感的另一端；所述第五功率开关管和第六功率开关管的公共端连接中点；

所述第二滤波电容的两端分别连接所述级联式非隔离双向DC-DC变换器的正输出端和所述中点；

所述第三滤波电容的两端分别连接所述级联式非隔离双向DC-DC变换器的负输出端和所述中点；

所述第二滤波电容和所述第三滤波电容的容值相等。

优选地，还包括第一开关、第二开关和第三开关；

所述第一开关连接在所述输入电源的正端和所述第一电感之间；

所述第二开关连接在所述输入电源的正端和所述第二电感之间；

所述第三开关一端连接所述输入电源的正端，所述第三开关的另一端连接所述第一滤波电容的第一端。

优选地，还包括第一二极管、第一电阻和第四开关；