[发明专利]宽范围双向变换电路及控制方法

权利要求书

1.一种宽范围双向变换电路，其特征在于：包括三级双向变换器及控制单元，所述三级双向变换器由非隔离DC/DC变换器、隔离DC/DC变换器和DC/AC逆变器依次连接而成；系统正向工作时，直流电源或储能设备经非隔离DC/DC变换器、隔离DC/DC变换器、DC/AC逆变器实现并网能量回馈；反向工作时，交流电压经整流电路、隔离DC/DC变换器、非隔离DC/DC变换器给直流负载供电或给储能装置充电。

2.根据权利要求1所述宽范围双向变换电路，其特征在于：所述非隔离DC/DC变换器选用同步整流Cuk变换器或同步整流Boost变换器；所述隔离DC/DC变换器选用全桥LLC谐振变换器、T型LLC谐振变换器或CLLC谐振变换器；所述DC/AC双向变换器选用H桥型逆变器或T-type逆变器。

3.根据权利要求2所述宽范围双向变换电路，其特征在于：所述非隔离DC/DC变换器采用多相交错并联结构。

4.根据权利要求1-3任一所述宽范围双向变换电路，其特征在于：所述同步整流Cuk变换器包括第一开关管Q₁，第二开关管Q₂，滤波电感L₁，滤波电感L₂，电容C₁；该Cuk变换器输入端并联接直流被测设备或储能装置，输出端并联接母线电容C_bus1；由于Cuk变换器的输出电压与输入电压极性相反，故与第二级LLC谐振变换器相连时，Cuk变换器的输出正极接LLC谐振变换器的输入负极、输出负极接LLC谐振变换器的输入正极。

5.根据权利要求4所述宽范围双向变换电路，其特征在于：所述LLC谐振变换器包括原边全桥变换电路、谐振电路、高频隔离变压器、副边全桥整流电路；所述原边全桥变换电路包括第三开关管Q₃，第四开关管Q₄，第五开关管Q₅，第六开关管Q₆；所述谐振电路包括谐振电感L_r、谐振电容C_r以及变压器激磁电感L_m；开关管Q₃和Q₅的中点依次串联谐振电感和谐振电容，再与高频变压器原边激磁电感的一端连接，开关管Q₄和Q₆的中点与高频变压器原边激磁电感的另一端连接；所述副边全桥整流电路包括第七开关管Q₇，第八开关管Q₈，第九开关管Q₉，第十开关管Q₁₀；开关管Q₇和Q₉中点与变压器副边的一端连接，开关管Q₈和Q₁₀的中点与变压器副边的另一端连接；LLC谐振变换器输出第一端和第二端分别接母线电容C_bus2正极和负极；母线电容正极和负极分别接H桥型逆变器的第一端和第二端。

6.根据权利要求5所述宽范围双向变换电路，其特征在于：所述H桥型变换器包括第一开关管S₁，第二开关管S₂，第三开关管S₃，第四开关管S₄和LCL滤波器；所述LCL滤波器包括滤波电感L₃、滤波电感L₄以及滤波电容C_f；开关管S₁和S₂的中点依次串联滤波电感L₃和L₄，再连接到电网；开关管S₃和S₄的中点连到电网地；滤波电感L₃和滤波电感L₄串联，其中点通过滤波电容C_f连接到电网地，滤波电感L₄另一端接到电网。