[发明专利]基于移相全桥的高频隔离双向直流变换器和并网储能系统

说明书

本发明涉及一种基于移相全桥的高频隔离双向直流变换器，包括：依次电连接的升压储能滤波模块、输入开关网络、变压器模块、移相全桥控制模块、输出开关网络，以及与所述移相全桥控制模块连接的投切控制模块，所述移相全桥控制模块包括谐振单元和二极管导通控制单元，所述升压储能滤波模块连接输入电源的正极和负极；所述投切控制模块连接所述二极管导通控制单元以用于在正向变换时控制所述谐振单元投出，在反向变换时控制所述谐振单元投入。本发明还涉及一种并网储能系统。本发明可以低成本、高效率方式的单级拓扑结构满足宽输入电压范围，提高系统转换效率。

技术领域

本发明涉及电源模块领域，更具体地说，涉及一种基于移相全桥的高频隔离双向直流变换器和包括该基于移相全桥的高频隔离双向直流变换器的并网储能系统。

背景技术

随着能源危机的日益加剧和人们环保意识的提高，绿色高效利用能源成为各国研究应用的重点，而高频隔离型宽范围直流变换器的研究更是重中之重。目前，在工程应用中，基于移相全桥的高频隔离双向直流变换器通常输入电压范围过窄，无法满足宽输入电压范围。而宽输入电压范围的双向高频隔离型直流变换器大多采用两级式拓扑结构。例如BUCKBOOST+LLC电路级联，通过BUCKBOOST升压模块提高输入电压范围，通过LLC电路的变压器实现高频隔离。又或者BUCKBOOST+移相全桥电路级联，同样通过BUCKBOOST升压模块提高输入电压范围，通过移相全桥电路的变压器实现高频隔离。但是不管是BUCKBOOST+LLC电路级联还是BUCKBOOST+移相全桥电路级联相对于单级式拓扑结构而言都增加了开关管的成本，降低了能量的转换效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于移相全桥的高频隔离双向直流变换器，用于以低成本、高效率方式的单级拓扑结构满足宽输入电压范围。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于移相全桥的高频隔离双向直流变换器，包括：依次电连接的升压储能滤波模块、输入开关网络、变压器模块、移相全桥控制模块、输出开关网络，以及与所述移相全桥控制模块控制连接的投切控制模块，所述移相全桥控制模块包括谐振单元和二极管导通控制单元，所述升压储能滤波模块连接输入电源的正极和负极；所述投切控制模块电连接所述二极管导通控制单元以用于在正向变换时控制所述谐振单元投出，在反向变换时控制所述谐振单元投入。

在本发明所述的基于移相全桥的高频隔离双向直流变换器中，所述二极管导通控制单元包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阴极连接所述输出开关网络的第一端、阳极连接所述第二二极管的阴极，所述第二二极管的阳极连接所述输出开关网络的第二端，所述输出开关网络的第三端连接所述谐振单元的第一端，所述谐振单元的第二端连接所述变压器模块的副边第一端，所述输出开关网络的第四端连接所述变压器模块的副边第二端。

在本发明所述的基于移相全桥的高频隔离双向直流变换器中，所述投切控制模块的输入端连接所述变压器模块的副边第一端、第一控制端连接所述谐振单元、第二控制端连接所述二极管导通控制单元。

在本发明所述的基于移相全桥的高频隔离双向直流变换器中，所述谐振单元包括谐振电容和谐振电感，所述谐振电感的第一端连接所述变压器模块的副边第一端、第二端经所述谐振电容连接所述输出开关网络的第三端。

在本发明所述的基于移相全桥的高频隔离双向直流变换器中，所述投切控制模块为单刀双掷开关，所述单刀双掷开关的动触头端连接所述变压器模块的副边第一端、第一静触点连接所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极、第二静触点连接所述谐振电感的第二端。

在本发明所述的基于移相全桥的高频隔离双向直流变换器中，所述升压储能滤波模块包括连接在输入电源正极和负极之间的输入滤波电容和连接在所述输入电源正极和所述输入开关网络的第一输入端的电感。

在本发明所述的基于移相全桥的高频隔离双向直流变换器中，所述升压储能滤波模块进一步包括连接在所述输入开关网络的第一端和第二端之间的吸收单元。