[发明专利]双向DC/DC变换器、双向电压变换方法、装置及系统

说明书

本发明实施例公开了一种双向DC/DC变换器、双向电压变换方法、装置及系统。该双向DC/DC变换器包括：直流支撑电容单元、第一双向DC/DC单元和第二双向DC/DC单元。直流支撑电容单元的一端、第一双向DC/DC单元的第一端和第二双向DC/DC单元的第二端分别与第一正直流母线相连；直流支撑电容单元的另一端、第一双向DC/DC单元的第三端和第二双向DC/DC单元的第一端分别与第一负直流母线相连；第一双向DC/DC单元的第二端与第二正直流母线相连；第二双向DC/DC单元的第三端与第二负直流母线相连。能够提高电压变换效率，并且能够提高双向DC/DC变换器的升降压能力以及减少双向DC/DC变换器的成本。

技术领域

本发明涉及电路电子技术领域，尤其涉及一种双向DC/DC变换器、双向电压变换方法、装置及系统。

背景技术

DC/DC变换器是将一种直流电变换为另一种形式直流电的技术，主要对电压、电流实现变换，它在可再生能源、电力系统、交通、航天航空、计算机和通讯、家用电器、国防军工、工业控制等领域得到广泛的应用。

通常DC/DC变换器都是单向工作的，主要原因是因为功率开关、等均为单向，并且主功率回路上都有单向导电的二极管，所以能量只能单向流动。然而在许多应用场合，诸如对二次电源充放电过程，通过DC/DC变换器的能量需要能够两个方向流动。如蓄电池或超级电容充电时，能量从电网流向电池或电容，电流由交流变换为一种直流，再由一种直流变换为另一种直流，放电时则正好相反，电流由一种直流变换为另一种直流，再由另一种直流变换为交流，在这些场合应用的变换器是双向变换器。

双向DC/DC变换器是指在保持变换器两端的直流电压极性不变的前提下，根据需要改变电流的方向，从而实现能量的双向流动的直流一直流变换器。一般做法是将单向DC/DC变换器中的单向开关和二极管改为双向开关，则所有的单向拓扑均变为双向拓扑，加上合理的控制就能实现能量的双向流动。

大功率双向DC/DC变换器在电动汽车、分布式发电、储能系统、电能质量调节、可再生能源发电以及超导储能系统等领域具有广阔的应用前景。

由于光伏、燃料电池一般输出电压较低，而母线电压较高，为实现逆变并网，需将多块单体电池串联以提高输出电压，然而电池串联会降低系统的可靠性，当某单体电池故障，该串联电池就会失效。如果采用普通的前级直流升压变换器要有很高的电压传输比，才能实现高效地电能变换。虽然带变压器的隔离型拓扑可以很容易地实现高变比，但是其在成本、体积和效率上不具优势。

发明内容

本发明实施例提供一种双向DC/DC变换器、双向电压变换方法、装置及系统，能够提高电压变换效率，并且能够提高双向DC/DC变换器的升降压能力以及减少双向DC/DC变换器的成本。

一方面，本发明实施例提供了一种双向DC/DC变换器，双向DC/DC变换器包括：直流支撑电容单元、第一双向DC/DC单元和第二双向DC/DC单元；其中，

直流支撑电容单元的一端、第一双向DC/DC单元的第一端和第二双向DC/DC单元的第二端分别与第一正直流母线相连；

直流支撑电容单元的另一端、第一双向DC/DC单元的第三端和第二双向DC/DC单元的第一端分别与第一负直流母线相连；

第一双向DC/DC单元的第二端与第二正直流母线相连；

第二双向DC/DC单元的第三端与第二负直流母线相连，使得直流电流能够从第一正直流母线流向第二正直流母线，也使得直流电流能够从第二正直流母线流向第一正直流母线。

在本发明的一个实施例中，第一双向DC/DC单元包括：第一电感、第一绝缘栅双极型晶体管、第一续流二极管、第一滤波电容器、第二绝缘栅双极型晶体管和第二续流二极管；其中，

第一电感的一端与第一正直流母线相连；