諧振電路及采用其的雙向儲能逆變器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于電力電子變換器技術領域，涉及一種雙向儲能逆變器及其中適用 的諧振電路。
【背景技術】
[0002] 在雙向儲能逆變器的DC/DC變換中，LLC諧振電路可以實現全負載范圍內原邊開 關管的零電壓開通，接近于零電流關斷，副邊二極管零電流關斷，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 了實現能量雙向流動，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，流過諧振電容Cr的高頻 紋波電流非常大，此時需要考慮滿足電容的紋波電流要求，而并聯多個高頻薄膜電容。高頻 薄膜電容體積較大且價格較高，因此，現有的雙向儲能逆變器的體積和成本都較高。
【發明內容】
[0003] 本實用新型的目的是提供一種無需并聯高頻薄膜電容而體積和成本均較低的適 用于雙向儲能逆變器的諧振電路。
[0004] 為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：
[0005] 一種諧振電路，與雙向儲能逆變器中的變壓器相連接，其由設置于所述的變壓器 高壓側的高壓諧振電容和高壓諧振電感、設置于所述的變壓器低壓側的低壓諧振電感組 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 線圈的兩端。
[0007]本實用新型還提供一種采用上述諧振電路而體積、成本較低的雙向儲能逆變器。
[0008] 一種采用上述諧振電路的雙向儲能逆變器，包括低壓側信號源、與所述的低壓側 信號源相連接的低壓側開關管電路、低壓側與所述的低壓側開關管電路相連接的變壓器、 與所述的變壓器的高壓側相連接的高壓側開關管電路、與所述的高壓側開關管電路相連接 的高壓側信號源；所述的變壓器連接有諧振電路，所述的諧振電路由設置于所述的變壓器 高壓側的高壓諧振電容和高壓諧振電感、設置于所述的變壓器低壓側的低壓諧振電感組 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 線圈的兩端。
[0010] 所述的低壓側開關管電路包括四個構成低壓橋式結構的低壓側場效應管，每個所 述的低壓側場效應管的源極和漏極之間均連接有低壓側二極管；所述的變壓器的低壓側線 圈的兩端分別與所述的低壓橋式結構的橋臂相連接；所述的高壓側開關管電路包括四個構 成高壓橋式結構的高壓側場效應管，每個所述的高壓側場效應管的源極和漏極之間均連接 有高壓側二極管；所述的變壓器的高壓側線圈的兩端分別與所述的高壓橋式結構的橋臂相 連接。
[0011] 由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：1、本實用新 型的諧振電路減少了低壓諧振電容，因而使用其的雙向儲能逆變器中無需并聯高頻薄膜電 容，從而可以減小設備體積，降低設備成本；2、本實用新型的雙向儲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，實用性較高。
【附圖說明】
[0012] 附圖1為現有的雙向儲能逆變器的電路原理圖。
[0013] 附圖2為本實用新型的雙向儲能逆變器的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0014] 下面結合附圖所示的實施例對本實用新型作進一步描述。
[0015] 實施例一：一種適用于雙向儲能逆變器的諧振電路，其與雙向儲能逆變器中的變 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設置于變壓器Txl的高壓側，并分別串連于變 壓器Txl的高壓側線圈的兩端，而低壓諧振電感Lrl則設置于變壓器Txl的低壓側，與變壓 器Txl的低壓側線圈串聯。
[0016] 如附圖2所示，一種采用上述諧振電路的雙向儲能逆變器，包括低壓側信號源 DC1、低壓側開關管電路、變壓器Txl、諧振電路、高壓側開關管電路以及高壓側信號源DC2。 低壓側信號源DC1與低壓側開關管電路相連接，低壓側開關管電路包括四個構成低壓橋式 結構的低壓側場效應管S1-S4,每個低壓側場效應管S1-S4的源極和漏極之間均連接有低 壓側二極管。低壓橋式結構的橋臂的兩端與低壓側信號源DC1相連接，低壓側信號源DC1 的兩端并聯有低壓側電容C1。變壓器Txl的低壓側線圈的兩端分別與低壓橋式結構的橋臂 的中點相連接。高壓側開關管電路包括四個構成高壓橋式結構的高壓側場效應管S5-S8， 每個高壓側場效應管S5-S8的源極和漏極之間均連接有高壓側二極管。高壓橋式結構的橋 臂的中點分別連接變壓器Txl的高壓側線圈的兩端，而高壓橋式結構的橋臂的端則與高壓 側信號源DC2相連接，高壓側信號源DC2的兩端也并聯有高壓側電容C2。諧振電路與變壓 器Txl相連接，其由設置于變壓器Txl高壓側的高壓諧振電容Cr2和高壓諧振電感Lr2、設 置于變壓器Txl低壓側的低壓諧振電感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的高壓側線圈的兩端，而與高壓橋式結構的橋臂的中點相連接， 低壓諧振電感Lrl串連于變壓器Txl的低壓側線圈的一端，而與低壓橋式結構的一個橋臂 的中點相連接。
[0017] 上述雙向儲能逆變器中，去掉了低壓側的諧振電容Crl，這樣可以只用一組高壓側 的諧振電容Cr2就可以實現能量的雙向控制，其原理為：
[0018] 1)當能量由低壓測信號源DC1流向高壓側信號源DC2時，開通S1-S4四個開關管， Sl、S4與S2、S3交替互補開通，占空比各為50%，此時LLC諧振頻率frl為
[0019]
[0020] 2)當能量由高壓側信號源DC2流向低壓測信號源DC1時，開通S5-S8四個開關管， S5、S8與S6、S7交替互補開通，占空比各為50 %，此時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] 該雙向儲能逆變器的主要改進點就是在能量由低壓測信號源DC1流向高壓側信 號源DC2時，LLC諧振利用了高壓側的諧振電容Cr2進行諧振，因此可以去掉原本加在低壓 側的諧振電容Crl。低壓測信號源DClc電流非常大，若具有低壓側的諧振電容Crl，則需要 并聯多個電容，成本和體積較大，而高壓側的諧振電容Cr2電流小很多，只需要低壓側的諧 振電容Crl的電容個數的1/n，因此雙向LLC變換器使用單邊高壓側諧振電容Cr2可以大大 減小諧振電容的使用。
[0024] 上述雙向儲能逆變器的有益效果在于：使用單邊高壓側電容諧振，實現同樣的功 能，可以減少諧振電容的使用，降低成本，減小電源體積。
[0025] 上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術 的人士能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。 凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之 內。
【主權項】
1. 一種諧振電路，與雙向儲能逆變器中的變壓器相連接，其特征在于：其由設置于所 述的變壓器高壓側的高壓諧振電容和高壓諧振電感、設置于所述的變壓器低壓側的低壓諧 振電感組成。2. 根據權利要求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線圈的兩端。3. -種采用如權利要求1或2所述的諧振電路的雙向儲能逆變器，其特征在于：所述 的雙向儲能逆變器包括低壓側信號源、與所述的低壓側信號源相連接的低壓側開關管電 路、低壓側與所述的低壓側開關管電路相連接的變壓器、與所述的變壓器的高壓側相連接 的高壓側開關管電路、與所述的高壓側開關管電路相連接的高壓側信號源；所述的變壓器 連接有諧振電路，所述的諧振電路由設置于所述的變壓器高壓側的高壓諧振電容和高壓諧 振電感、設置于所述的變壓器低壓側的低壓諧振電感組成。4. 根據權利要求3所述的雙向儲能逆變器，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線圈的兩端。5. 根據權利要求3所述的雙向儲能逆變器，其特征在于：所述的低壓側開關管電路包 括四個構成低壓橋式結構的低壓側場效應管，每個所述的低壓側場效應管的源極和漏極之 間均連接有低壓側二極管；所述的變壓器的低壓側線圈的兩端分別與所述的低壓橋式結構 的橋臂相連接；所述的高壓側開關管電路包括四個構成高壓橋式結構的高壓側場效應管， 每個所述的高壓側場效應管的源極和漏極之間均連接有高壓側二極管；所述的變壓器的高 壓側線圈的兩端分別與所述的高壓橋式結構的橋臂相連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種諧振電路，由設置于變壓器高壓側的高壓諧振電容和高壓諧振電感、設置于變壓器低壓側的低壓諧振電感組成。一種雙向儲能逆變器，包括低壓側信號源、低壓側開關管電路、變壓器、高壓側開關管電路、高壓側信號源；變壓器連接有諧振電路，諧振電路由設置于變壓器高壓側的高壓諧振電容和高壓諧振電感、設置于變壓器低壓側的低壓諧振電感組成。本實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能逆變器中無需并聯高頻薄膜電容，從而可以減小設備體積，降低設備成本；本實用新型的雙向儲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，實用性較高。
【IPC分類】H02M3/335
【公開號】CN204615654
【申請號】CN201520300734
【發明人】黃敏, 方剛, 許金韡
【申請人】江蘇固德威電源科技有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月12日