諧振電路及采用其的雙向儲(chǔ)能逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電力電子變換器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雙向儲(chǔ)能逆變器及其中適用 的諧振電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 在雙向儲(chǔ)能逆變器的DC/DC變換中，LLC諧振電路可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)載范圍內(nèi)原邊開(kāi) 關(guān)管的零電壓開(kāi)通，接近于零電流關(guān)斷，副邊二極管零電流關(guān)斷，與普通全橋電路比，可以 明顯提高效率，降低EMI。但其需要額外增加諧振電容Cr與諧振電感Lr，如附圖1所示，為 了實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)，原有的雙向LLC電路兩邊都加有諧振電容Crl、Cr2和諧振電感Lrl、 Lr2。然而，在變換電路中，特別是在低壓大電流功率變換電路中，流過(guò)諧振電容Cr的高頻 紋波電流非常大，此時(shí)需要考慮滿足電容的紋波電流要求，而并聯(lián)多個(gè)高頻薄膜電容。高頻 薄膜電容體積較大且價(jià)格較高，因此，現(xiàn)有的雙向儲(chǔ)能逆變器的體積和成本都較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種無(wú)需并聯(lián)高頻薄膜電容而體積和成本均較低的適 用于雙向儲(chǔ)能逆變器的諧振電路。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：
[0005] 一種諧振電路，與雙向儲(chǔ)能逆變器中的變壓器相連接，其由設(shè)置于所述的變壓器 高壓側(cè)的高壓諧振電容和高壓諧振電感、設(shè)置于所述的變壓器低壓側(cè)的低壓諧振電感組 成。
[0006] 所述的高壓諧振電容和所述的高壓諧振電感分別串連于所述的變壓器的高壓側(cè) 線圈的兩端。
[0007]本實(shí)用新型還提供一種采用上述諧振電路而體積、成本較低的雙向儲(chǔ)能逆變器。
[0008] 一種采用上述諧振電路的雙向儲(chǔ)能逆變器，包括低壓側(cè)信號(hào)源、與所述的低壓側(cè) 信號(hào)源相連接的低壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路、低壓側(cè)與所述的低壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路相連接的變壓器、 與所述的變壓器的高壓側(cè)相連接的高壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路、與所述的高壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路相連接 的高壓側(cè)信號(hào)源；所述的變壓器連接有諧振電路，所述的諧振電路由設(shè)置于所述的變壓器 高壓側(cè)的高壓諧振電容和高壓諧振電感、設(shè)置于所述的變壓器低壓側(cè)的低壓諧振電感組 成。
[0009] 所述的高壓諧振電容和所述的高壓諧振電感分別串連于所述的變壓器的高壓側(cè) 線圈的兩端。
[0010] 所述的低壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路包括四個(gè)構(gòu)成低壓橋式結(jié)構(gòu)的低壓側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管，每個(gè)所 述的低壓側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極之間均連接有低壓側(cè)二極管；所述的變壓器的低壓側(cè)線 圈的兩端分別與所述的低壓橋式結(jié)構(gòu)的橋臂相連接；所述的高壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路包括四個(gè)構(gòu) 成高壓橋式結(jié)構(gòu)的高壓側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管，每個(gè)所述的高壓側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極之間均連接 有高壓側(cè)二極管；所述的變壓器的高壓側(cè)線圈的兩端分別與所述的高壓橋式結(jié)構(gòu)的橋臂相 連接。
[0011] 由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：1、本實(shí)用新 型的諧振電路減少了低壓諧振電容，因而使用其的雙向儲(chǔ)能逆變器中無(wú)需并聯(lián)高頻薄膜電 容，從而可以減小設(shè)備體積，降低設(shè)備成本；2、本實(shí)用新型的雙向儲(chǔ)能逆變器的諧振電路減 少了低壓諧振電容，從而其體積和成本均較低，實(shí)用性較高。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 附圖1為現(xiàn)有的雙向儲(chǔ)能逆變器的電路原理圖。
[0013] 附圖2為本實(shí)用新型的雙向儲(chǔ)能逆變器的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0015] 實(shí)施例一：一種適用于雙向儲(chǔ)能逆變器的諧振電路，其與雙向儲(chǔ)能逆變器中的變 壓器相連接，該諧振電路由高壓諧振電容Cr2、高壓諧振電感Lr2和低壓諧振電感Lrl組成。 其中，高壓諧振電容Cr2和高壓諧振電感Lr2設(shè)置于變壓器Txl的高壓側(cè)，并分別串連于變 壓器Txl的高壓側(cè)線圈的兩端，而低壓諧振電感Lrl則設(shè)置于變壓器Txl的低壓側(cè)，與變壓 器Txl的低壓側(cè)線圈串聯(lián)。
[0016] 如附圖2所示，一種采用上述諧振電路的雙向儲(chǔ)能逆變器，包括低壓側(cè)信號(hào)源 DC1、低壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路、變壓器Txl、諧振電路、高壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路以及高壓側(cè)信號(hào)源DC2。 低壓側(cè)信號(hào)源DC1與低壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路相連接，低壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路包括四個(gè)構(gòu)成低壓橋式 結(jié)構(gòu)的低壓側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管S1-S4,每個(gè)低壓側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管S1-S4的源極和漏極之間均連接有低 壓側(cè)二極管。低壓橋式結(jié)構(gòu)的橋臂的兩端與低壓側(cè)信號(hào)源DC1相連接，低壓側(cè)信號(hào)源DC1 的兩端并聯(lián)有低壓側(cè)電容C1。變壓器Txl的低壓側(cè)線圈的兩端分別與低壓橋式結(jié)構(gòu)的橋臂 的中點(diǎn)相連接。高壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路包括四個(gè)構(gòu)成高壓橋式結(jié)構(gòu)的高壓側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管S5-S8， 每個(gè)高壓側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管S5-S8的源極和漏極之間均連接有高壓側(cè)二極管。高壓橋式結(jié)構(gòu)的橋 臂的中點(diǎn)分別連接變壓器Txl的高壓側(cè)線圈的兩端，而高壓橋式結(jié)構(gòu)的橋臂的端則與高壓 側(cè)信號(hào)源DC2相連接，高壓側(cè)信號(hào)源DC2的兩端也并聯(lián)有高壓側(cè)電容C2。諧振電路與變壓 器Txl相連接，其由設(shè)置于變壓器Txl高壓側(cè)的高壓諧振電容Cr2和高壓諧振電感Lr2、設(shè) 置于變壓器Txl低壓側(cè)的低壓諧振電感Lrl組成，其中高壓諧振電容Cr2和高壓諧振電感 Lr2分別串連于變壓器Txl的高壓側(cè)線圈的兩端，而與高壓橋式結(jié)構(gòu)的橋臂的中點(diǎn)相連接， 低壓諧振電感Lrl串連于變壓器Txl的低壓側(cè)線圈的一端，而與低壓橋式結(jié)構(gòu)的一個(gè)橋臂 的中點(diǎn)相連接。
[0017] 上述雙向儲(chǔ)能逆變器中，去掉了低壓側(cè)的諧振電容Crl，這樣可以只用一組高壓側(cè) 的諧振電容Cr2就可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向控制，其原理為：
[0018] 1)當(dāng)能量由低壓測(cè)信號(hào)源DC1流向高壓側(cè)信號(hào)源DC2時(shí)，開(kāi)通S1-S4四個(gè)開(kāi)關(guān)管， Sl、S4與S2、S3交替互補(bǔ)開(kāi)通，占空比各為50%，此時(shí)LLC諧振頻率frl為
[0019]
[0020] 2)當(dāng)能量由高壓側(cè)信號(hào)源DC2流向低壓測(cè)信號(hào)源DC1時(shí)，開(kāi)通S5-S8四個(gè)開(kāi)關(guān)管， S5、S8與S6、S7交替互補(bǔ)開(kāi)通，占空比各為50 %，此時(shí)LLC諧振頻率fr2為
[0021]
[0022] 諧振頻率frl與諧振頻率fr2完全相等。
[0023] 該雙向儲(chǔ)能逆變器的主要改進(jìn)點(diǎn)就是在能量由低壓測(cè)信號(hào)源DC1流向高壓側(cè)信 號(hào)源DC2時(shí)，LLC諧振利用了高壓側(cè)的諧振電容Cr2進(jìn)行諧振，因此可以去掉原本加在低壓 側(cè)的諧振電容Crl。低壓測(cè)信號(hào)源DClc電流非常大，若具有低壓側(cè)的諧振電容Crl，則需要 并聯(lián)多個(gè)電容，成本和體積較大，而高壓側(cè)的諧振電容Cr2電流小很多，只需要低壓側(cè)的諧 振電容Crl的電容個(gè)數(shù)的1/n，因此雙向LLC變換器使用單邊高壓側(cè)諧振電容Cr2可以大大 減小諧振電容的使用。
[0024] 上述雙向儲(chǔ)能逆變器的有益效果在于：使用單邊高壓側(cè)電容諧振，實(shí)現(xiàn)同樣的功 能，可以減少諧振電容的使用，降低成本，減小電源體積。
[0025] 上述實(shí)施例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù) 的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。 凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種諧振電路，與雙向儲(chǔ)能逆變器中的變壓器相連接，其特征在于：其由設(shè)置于所 述的變壓器高壓側(cè)的高壓諧振電容和高壓諧振電感、設(shè)置于所述的變壓器低壓側(cè)的低壓諧 振電感組成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振電路，其特征在于：所述的高壓諧振電容和所述的高壓 諧振電感分別串連于所述的變壓器的高壓側(cè)線圈的兩端。3. -種采用如權(quán)利要求1或2所述的諧振電路的雙向儲(chǔ)能逆變器，其特征在于：所述 的雙向儲(chǔ)能逆變器包括低壓側(cè)信號(hào)源、與所述的低壓側(cè)信號(hào)源相連接的低壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電 路、低壓側(cè)與所述的低壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路相連接的變壓器、與所述的變壓器的高壓側(cè)相連接 的高壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路、與所述的高壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路相連接的高壓側(cè)信號(hào)源；所述的變壓器 連接有諧振電路，所述的諧振電路由設(shè)置于所述的變壓器高壓側(cè)的高壓諧振電容和高壓諧 振電感、設(shè)置于所述的變壓器低壓側(cè)的低壓諧振電感組成。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙向儲(chǔ)能逆變器，其特征在于：所述的高壓諧振電容和所述 的高壓諧振電感分別串連于所述的變壓器的高壓側(cè)線圈的兩端。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙向儲(chǔ)能逆變器，其特征在于：所述的低壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路包 括四個(gè)構(gòu)成低壓橋式結(jié)構(gòu)的低壓側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管，每個(gè)所述的低壓側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極之 間均連接有低壓側(cè)二極管；所述的變壓器的低壓側(cè)線圈的兩端分別與所述的低壓橋式結(jié)構(gòu) 的橋臂相連接；所述的高壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路包括四個(gè)構(gòu)成高壓橋式結(jié)構(gòu)的高壓側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管， 每個(gè)所述的高壓側(cè)場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極之間均連接有高壓側(cè)二極管；所述的變壓器的高 壓側(cè)線圈的兩端分別與所述的高壓橋式結(jié)構(gòu)的橋臂相連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種諧振電路，由設(shè)置于變壓器高壓側(cè)的高壓諧振電容和高壓諧振電感、設(shè)置于變壓器低壓側(cè)的低壓諧振電感組成。一種雙向儲(chǔ)能逆變器，包括低壓側(cè)信號(hào)源、低壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路、變壓器、高壓側(cè)開(kāi)關(guān)管電路、高壓側(cè)信號(hào)源；變壓器連接有諧振電路，諧振電路由設(shè)置于變壓器高壓側(cè)的高壓諧振電容和高壓諧振電感、設(shè)置于變壓器低壓側(cè)的低壓諧振電感組成。本實(shí)用新型的諧振電路減少了低壓諧振電容，因而使用其的雙向儲(chǔ)能逆變器中無(wú)需并聯(lián)高頻薄膜電容，從而可以減小設(shè)備體積，降低設(shè)備成本；本實(shí)用新型的雙向儲(chǔ)能逆變器的諧振電路減少了低壓諧振電容，從而其體積和成本均較低，實(shí)用性較高。
【IPC分類(lèi)】H02M3/335
【公開(kāi)號(hào)】CN204615654
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520300734
【發(fā)明人】黃敏, 方剛, 許金韡
【申請(qǐng)人】江蘇固德威電源科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月12日