[实用新型]单级式高频隔离型双向直流变换器和并网储能系统

说明书

本实用新型涉及一种单级式高频隔离型双向直流变换器，包括：依次电连接的升压储能模块、输入开关网络、变压器模块、谐振模块、输出开关网络，以及与所述升压储能模块和所述谐振模块控制连接的投切控制模块，所述升压储能模块连接输入电源的正极和负极；所述投切控制模块用于在正向变换时控制所述升压储能模块投入、所述谐振模块投出，在反向变换时控制所述升压储能模块投出、所述谐振模块投入。本实用新型还涉及一种并网储能系统。本实用新型通过采用投切控制模块，因此可以低成本、高效率方式的单级拓扑结构满足宽输入电压范围。

技术领域

本实用新型涉及电源模块领域，更具体地说，涉及一种单级式高频隔离型双向直流变换器和包括所述单级式高频隔离型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，单级式高频隔离型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电路提高输入电压范围，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电路提高输入电压范围，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器件的成本，降低了能量的转换效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种单级式高频隔离型双向直流变换器和包括所述单级式高频隔离型双向直流变换器的并网储能系统，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。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种单级式高频隔离型双向直流变换器，包括：依次电连接的升压储能模块、输入开关网络、变压器模块、谐振模块、输出开关网络，以及与所述升压储能模块和所述谐振模块控制连接的投切控制模块，所述升压储能模块连接输入电源的正极和负极；所述投切控制模块用于在正向变换时控制所述升压储能模块投入、所述谐振模块投出，在反向变换时控制所述升压储能模块投出、所述谐振模块投入。

在本实用新型所述的单级式高频隔离型双向直流变换器中，所述谐振模块包括第一谐振单元和第二谐振单元，所述第一谐振单元连接在所述变压器模块的副边第一端和所述输出开关网络的第一输入端之间，所述第二谐振单元经所述谐振投切控制单元连接在所述变压器模块的副边第一端和副边第二端之间。

在本实用新型所述的单级式高频隔离型双向直流变换器中，所述投切控制模块包括用于在正向变换时控制所述升压储能模块投入、在反向变换时控制所述升压储能模块投出的升压投切控制单元，用于在正向变换时控制所述第一谐振单元和所述第二谐振单元投出、在反向变换时控制所述第一谐振单元和所述第二谐振单元投入的谐振投切控制单元。

在本实用新型所述的单级式高频隔离型双向直流变换器中，所述第一谐振单元包括第一电感和第一电容，所述第二谐振单元包括第二电感，所述第一电感的第一端连接所述变压器模块的副边第一端、第二端经所述第一电容连接所述输出开关网络的第一输入端；所述第二电感的第一端经所述谐振投切控制单元连接所述变压器模块的副边第一端，所述第二电感的第二端连接所述变压器模块的副边第二端。

在本实用新型所述的单级式高频隔离型双向直流变换器中，所述谐振投切控制单元包括与所述第一电感并联的第一谐振开关和与所述第二电感串联的第二谐振开关。

在本实用新型所述的单级式高频隔离型双向直流变换器中，所述升压储能模块包括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升压储能电感。

在本实用新型所述的单级式高频隔离型双向直流变换器中，所述升压投切控制单元包括并联在所述升压储能电感两端的升压投切开关。