[发明专利]隔离型双向DC/AC电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源，具体涉及一种隔离型双向DC/AC电源。

背景技术

目前电源相关行业中，双向隔离DC/AC电源的应用非常多。比如电池 化成电源行业经常用到一种直流10～350Vdc转换为三相交流380Vac的双 向隔离DCAC电源，其常见的拓扑结构如图1所示。这种拓扑结构的双向 DC/AC变换器直流侧产生一个直流电源，电压范围大致为700～850V，双向 隔离DC/DC变换器连接在双向DC/AC变换器直流侧进行电能双向变换。此 种拓扑结构的缺点是双向DC/DC变换器的高压侧需要使用1200V的IGBT或 MOS管，1200V的IGBT或MOS管相比600V或650V的IGBT或MOS管，开关 损耗更高，从而导致双向DC/DC变换器的开关频率较低，系统的成本比较 高，体积较大，转换效率较低。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种低压侧交错并联、高压侧串联的 隔离型双向DC/DC变换器和带正、负直流母线的双向DC/AC变换器构成的 隔离型双向DC/AC电源。其中，双向DC/AC变换器完成电能从交流侧到直 流侧(正直流母线、负直流母线)的双向变换，稳定和均衡正直流母线、 负直流母线的电压，同时完成交流侧的功率因数校正功能；隔离型双向 DC/DC变换器则完成电能从双向DC/AC变换器直流侧到双向DC/AC电源的 低压侧的双向转换，并通过隔离变压器完成电气的隔离功能。

本发明的技术解决方案是所述隔离型双向DC/AC电源，包括双向DC/AC 变换器(100)、隔离型双向DC/DC变换器(200)，其特殊之处在于，所述双 向DC/AC变换器(100)的直流侧连接所述隔离型双向DC/DC变换器(200)高 压侧,所述双向DC/AC变换器(100)的直流侧设有双母线，即BUS+到N的正 直流母线、N到BUS-的负直流母线，所述双向DC/AC变换器(100)稳定和平 衡所述正直流母线和负直流母线。

优选地，所述隔离型双向DC/DC变换器(200)包括第一双向DC/DC变换 单元(30)和第二双向DC/DC变换单元(40),所述第一双向DC/DC变换单元 (30)与所述第二双向DC/DC变换单元(40)具有相同的拓扑结构，其拓扑结 构包括依次连接的低压模块(31)、隔离变压器(32)和高压模块(33)。

优选地，所述第一双向DC/DC变换单元(30)高压模块的正极端与所述 双向DC/AC变换器(100)直流侧的正直流母线的BUS+端相连，所述第一双向 DC/DC变换单元(30)高压模块的负极端与所述双向DC/AC变换器(100)直流 侧的正直流母线的N端相连，所述第二双向DC/DC变换单元(40)高压模块 的正极端与所述双向DC/AC变换器(100)直流侧的负直流母线的N端相连， 所述第二双向DC/DC变换单元(40)高压模块的负极端与所述双向DC/AC变 换器(100)直流侧的负直流母线的BUS-端相连，所述第一双向DC/DC变换单 元(30)的低压模块(31)与所述第二双向DC/DC变换单元(40)的低压模块(31) 在所述双向DC/AC电源的低压侧并联。

优选地，所述第一双向DC/DC变换单元(30)和第二双向DC/DC变换单 元(40)的高压模块内所选用开关管的耐压值低于所述正直流母线电压值及 负直流母线电压值之总和。

优选地，所述开关管由MOS管实现，或者由非对称型IGBT管反并联一 个二极管实现；所述开关管设有控制端、正极端、负极端。

优选地，所述隔离型双向DC/DC变换器具有一个闭环控制器(500)，对 所述第一双向DC/DC变换单元(30)和第二双向DC/DC变换单元(40)进行控 制；

优选地，所述闭环控制器(500)中具有一个电压外环(501)；所述电压 外环(501)具有目标值V_low_ref和所述隔离型双向DC/AC电源低压侧电压 的反馈量V_low，二者的误差量经过所述电压外环PI调节器后形成电压外 环(501)的输出；所述闭环控制器(500)具有两个独立的电流内环(502)；所 述两个电流内环(502)的目标值为所述电压外环(501)的输出，所述两个电 流内环(502)的反馈量为第一双向DC/DC变换单元(30)和第二双向DC/DC变 换单元(40)低压侧的实际电流值；两个电流内环各自的误差量经过电流内 环PI调节器后形成闭环调节。