[发明专利]一种正负双向开关电源的功率变换装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种正负双向开关电源的功率变换装置，包括功率变换单元、控制单元、可充放电储能单元一、可充放电储能单元二；功率变换单元分别连接可充放电储能单元一、可充放电储能单元二，控制单元分别连接控制功率变换单元、可充放电储能单元一、可充放电储能单元二。本装置和方法，可以一体化的实现隔离型正负输出双向传递开关电源的功率变换功能，不需要多台设备相互连接来实现这些功能；进而大幅度降低设备体积，有效的降低成本，本发明还可以提供更高的功率转换效率，起到节能的效果。

技术领域

本发明涉及开关电源领域，特别是一种隔离型正负输出双向传递开关电源的功率变换装置及控制方法。

背景技术

常规开关电源能实现功率的单向变换和传输，输出电压也为正或负。在一些特殊应用场合，要求能量双向传递，输出电压正负可变，比如铅酸电池双向赋能领域，使用现有的常规开关电源，需要增加额外设备来实现上述功能，成本高，体积大。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种隔离型正负输出双向传递开关电源的功率变换装置及控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种正负双向开关电源的功率变换装置，包括功率转换单元、控制单元、可充放电储能单元一、可充放电储能单元二；功率转换单元分别连接可充放电储能单元一、可充放电储能单元二，控制单元分别连接控制功率转换单元、可充放电储能单元一、可充放电储能单元二。

本发明中，功率转换单元包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、储能电感L1、变压器T1；

储能电感L1的一端与第四电容C4相连，定义网络为V2；

储能电感L1的另一端与第三开关管Q3的一端和变压器T1的PIN4连接在一起，定义网络为V3；

第四电容C4的另一端与第六开关管Q6和第四开关管Q4共同连接，定义网络为GND2；第六开关管Q6的另一端与第五开关管Q5的一端连接；

第五开关管Q5的另一端与变压器T1的PIN5连接；

第四开关管Q4的另一端与第三开关管Q3的一端连接；

第三开关管Q3的另一端与变压器T1的PIN3连接；

第一电容C1的一端与第一开关管Q1、第二电容C2共同连接，定义网络为V1；

第一电容C1的另一端与第二开关管Q2、第三电容C3共同连接，定义网络为GND1；第一开关管Q1的另一端和、第二开关管Q2的另一端连接；

第二电容C2的另一端和第三电容C3的另一端连接；

第一开关管Q1的控制端、第二开关管Q2的控制端、第三开关管Q3的控制端、第四开关管Q4的控制端、第五开关管Q5的控制端、第六开关管Q6的控制端分别连接到控制单元；

控制单元检测V1与GND1之间的电压、V2与GND2之间的电压、储能电感L1的电流I_L1。

本发明中，可充放电储能单元一为可充放电储能器件。

本发明中，可充放电储能单元二为可充放电储能器件。

本发明中，当V2相对于GND2的电压为正，且需要对可充放电储能单元二正向充电时，控制单元控制功率转换单元使储能电感L1的平均电流I_L1从网络V3流向网络V2，完成第一象限对可充放电储能单元二正向充电，此时，可充放电储能单元一作为供电电源向功率转换单元放电；