一种对称半桥LLC谐振式双向直流-直流变换器

摘要

本发明公开了属于电力电子应用技术领域的一种对称半桥LLC谐振式双向直流-直流变换器。它的两侧拓扑结构对称，所使用的元件采用复合功能设计。当高频变压器一侧的开关网络、谐振网络起作用时，另一侧的开关网络、谐振网络自动演化为整流器-负载网络，两侧网络一同构成完整的LLC谐振变换器，实现该方向的功率变换；由于结构完全对称，逆向也成立，当进行逆向变换时，拓扑结构将自动重构，组成逆向LLC谐振变换器，实现逆向的功率变换。本发明有效提高变换器的变换效率、功率密度以及动态性能，降低器件工作的电气应力，减小变换器的体积和重量，改善变换器的电磁兼容性，实现高效、隔离、双向DC/DC功率变换。

主权项

一种对称半桥LLC谐振式双向直流－直流变换器，其特征在于，所述变换器的功率变送分为正向功率变送和逆向功率变送，变换器由开关网络、谐振网络与整流器‑负载网络串联构成，以T高频变压器为中心，其左侧电路与右侧电路结构对称；所述变换器进行正向功率变送时，开关网络的连接关系如下：反并联VD₁₁快恢复二极管的V₁₁开关管与反并联VD₁₂快恢复二极管的V₁₂开关管串联，然后与U_dc1电压源以及C₁₀滤波电容并联；所述变换器进行正向功率变送时，谐振网络的连接关系如下：VD₁₃二极管串联VD₁₄二极管，VD₁₅二极管串联VD₁₆二极管，C₁₁分体谐振电容串联C₁₂分体谐振电容，上述三者并联形成回路，L₁₁谐振电感的一端接VD₁₅二极管、VD₁₆二极管、C₁₁分体谐振电容和C₁₂分体谐振电容的公共节点，其另一端接VD₁₃二极管、VD₁₄二极管和L_m原边激磁电感的公共节点；L_m原边激磁电感连接V₁₁开关管和V₁₂开关管的公共节点；所述变换器进行正向功率变送时，整流器‑负载网络的连接关系如下：VD₂₁二极管、VD₂₂二极管，VD₂₃二极管和VD₂₄二极管组成单相全桥整流器回路，然后与U_dc2电压源以及C₂₀滤波电容并联；所述变换器进行正向功率变送时，VD₁₃二极管和VD₁₄二极管串联为L₁₁谐振电感提供过电压保护；VD₂₃二极管和VD₂₄二极管为单相全桥整流器的一条整流臂，并隔离L₂₁谐振电感；所述变换器进行逆向功率变送时，VD₂₃二极管和VD₂₄二极管串联为L₂₁谐振电感提供过电压保护；VD₁₃二极管和VD₁₄二极管为单相全桥整流器的一条整流臂，并隔离L₁₁谐振电感；所述变换器进行正向功率变送时，VD₁₅二极管和VD₁₆二极管串联为C₁₁分体谐振电容和C₁₂分体谐振电容提供过电压保护；VD₂₅二极管和VD₂₆二极管抑制单相全桥整流器回路出现的LC谐振；所述变换器进行逆向功率变送时，VD₂₅二极管和VD₂₆二极管串联为C₂₁分体谐振电容和C₂₂分体谐振电容提供过电压保护；VD₂₅二极管和VD₂₆二极管抑制单相全桥整流器回路出现的LC谐振。