[发明专利]双向降压-升压变换器

说明书

一种双向降压‑升压DC/DC变换器特别适合于其中多个双向降压‑升压DC/DC变换器并联连接到公共电池的应用。如所公开的那样，多个双向DC/DC变换器可以并联连接到公共电池，并且至少在升压模式下，基本没有电流在所述并联连接的双向DC/DC变换器之间循环。

本申请是申请日为2011年12月28日、申请号为201180064255.9、发明名称为“双向降压-升压变换器”的申请的分案申请。

技术领域

本发明一般地涉及双向降压-升压DC/DC变换器。更具体地说，本发明涉及非常适合于其中多个双向降压-升压DC/DC变换器并联地连接到公共电池的应用的双向降压-升压DC/DC变换器。

背景技术

图1示出示例性的现有技术的不间断电源(UPS)100的框图。UPS 100包括将AC线电压105转换为DC 115的AC-DC整流器110。DC 115是相对较高的电压。UPS 100进一步包括将DC 115转换为AC输出125的DC-AC逆变器。UPS 100进一步包括双向DC-DC变换器130和电池140。

当AC线电压105正常时，双向DC-DC变换器130在降压模式下操作，这表示它将相对较高的电压DC 115降到较低的电压DC 135(降压)。双向DC-DC变换器130输出DC 135，该电压对电池140进行充电。DC 135的电压根据电池140进行选择。

当AC线电压105失效时，双向DC-DC变换器130在升压模式下操作，这表示它将相对较低的电压DC 135升高到较高的电压DC 115。电池140给双向DC-DC变换器130馈电，该变换器接着给DC-AC逆变器120馈电，该逆变器对负载进行馈电。

在某些应用中，可能需要部署多个共享公共电池的UPS。在此类应用中，两个或更多个双向DC-DC变换器(例如，变换器130)并联地连接到多个UPS所共用的一个电池或一串电池。

图2示出示例性的现有技术的双向DC-DC变换器200的示意图。

变换器200包括分别与DC Link的正轨(positive rail)和负轨(negative rail)相连的第一组电容器C1和C2。变换器200进一步包括降压开关Q1和Q2，升压开关Q3和Q4，以及二极管D1、D2、D3和D4。降压开关Q1和Q2在降压模式下周期性地接通和关断以及在升压模式下保持关断。升压开关Q3和Q4在升压模式下周期性地接通和关断以及在降压模式下保持关断。变换器200还包括电感器L1和L2，电流传感器CS1和CS2。变换器200还包括与电池BAT相连的第二组电容器C3和C4。

变换器200可以与其它双向DC-DC变换器(未示出)相并联地连接到公共电池BAT。变换器200被示出为通过三个端子(+BAT、-BAT和midBAT)与电池BAT相连。在该配置中，电池BAT必须具有中间连接点midBAT，该连接点可能存在缺陷，因为它增加了额外的连接和布线。变换器200还可仅通过两个端子+BAT和-BAT与电池BAT相连(未示出)，而不用中点连接。但是，该配置具有与DC Link相对于公共电池BAT的电压定心(voltage centering)以及与公共电池BAT相连的并联连接的变换器之间的电流循环有关的缺陷。通常需要用于主动定心或主动平衡的附加控制电路以减轻现有技术的变换器的这些缺陷。附加的电路增加了成本和复杂性。

发明内容

一种双向降压-升压变换器包括具有正端子、负端子和中间端子的第一组电容器和第二组电容器。所述第一组电容器的所述正端子和所述负端子被配置为可操作地(operably)分别与第一源(source)的正轨和负轨相连。所述第二组电容器的所述正端子和所述负端子被配置为可操作地分别与第二源的正端子和负端子相连。所述第一组电容器的所述中间端子可操作地与所述第二组电容器的所述中间端子相连。