一種能量雙向流動的電路結構的製作方法

2023-04-22 20:48:06 1

專利名稱：一種能量雙向流動的電路結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電路拓撲領域,具體涉及一種能量雙向流動的電路結構。
背景技術：
現階段常見的一種電路組合結構BOOST+Fullbridge，其因前一級BOOST的主二極體Dl的單向導通性，只能實現DC/AC的能量變換，但無法實現AC/DC的變換，具有一定的使用局限性。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術存在的以上問題，提供一種能量雙向流動的電路結構，本實用新型實現了能量正向流動時，可進行交流逆變，反向流動時可進行直流斬波，並達到較高的轉換效率及電路設計靈活性。為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型通過以下技術方案實現一種能量雙向流動的電路結構，開關管部分由開關管和二極體並聯組成，包括直流與直流交換部分、直流與交流變換部分和濾波部分組成，所述直流與直流交換部分與電源連接，並且還連接有第一電容，所述第一電容接地，所述直流與交流變換部分與所述第一電容連接，並且還與所述濾波部分連接，所述濾波部分與輸出端連接。進一步的，所述直流與直流交換部分由第三電感、第五開關管和第六開關管組成，所述第三電感的一段與電源正極連接，另一端與第五開關管和第六開關管連接，所述第五開關管與電源負極連接並接地，所述第六開關管與第一電容連接。進一步的，所述直流與交流變換部分由第一開關管、第二開關管、第三開關管和第四開關管組成，所述第一開關管和所述第三開關管串聯並且與所述第一電容並聯，所述第二開關管和所述第四開關管串聯並且與所述第一電容並聯。進一步的，所述濾波部分有第一電感、第二電感和第二電容組成，所述第一電感一端與A端連接，另一端與所述第二電容連接，所述第二電容與所述第二電感串聯，所述第二電感與B端連接。本實用新型的有益效果是1、可以實現DC/AC和AC/DC兩種工作模式的靈活切換，提高了該電路拓撲的應用
靈活性。2、在AC/DC模式下，同樣具備輸入PFC功能，可以提高輸入功率因數。3、無論在DC/AC和AC/DC工作模式下，因未採用變壓器隔離技術，其將具有很高的轉換效率。4、在逆變控制上和傳統的控制方式沒有本質區別，只是驅動的方式不同，沒有增加系統的複雜度，而且也是容易實現的。5、應用範圍廣泛，控制方式靈活，可應用於新能源等需要進行直流交流變換的場
口 ο[0015]上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例並配合附圖詳細說明如後。本實用新型的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中圖1整體結構示意圖；圖2是本實用新型的電路示意圖；圖3是本實用新型的開關管部分示意圖；圖4是本實用新型的逆變器模式示意圖；圖5是本實用新型的轉換模式示意圖。圖中標號說明1、直流與直流交換部分，2、直流與交流變換部分，3、濾波部分，4、電源，5、開關管部分，Cl、第一電容，C2、第二電容，L1、第一電感，L2、第二電感，L3、第三電感，D、二極體，Q、開關管，Q1、第一開關管，Q2、第二開關管，Q3、第三開關管，Q4、第四開關管，Q5、第五開關管，Q6、第六開關管，Vout、輸出端。
具體實施方式
下面將參考附圖並結合實施例，來詳細說明本實用新型。參照圖1至圖3所示，一種能量雙向流動的電路結構，開關管部分5由開關管Q和二極體D並聯組成，其特徵在於包括直流與直流交換部分1、直流與交流變換部分2和濾波部分3組成，所述直流與直流交換部分I與電源4連接，並且還連接有第一電容Cl，所述第一電容Cl接地，所述直流與交流變換部分2與所述第一電容Cl連接，並且還與所述濾波部分3連接，所述濾波部分3與輸出端Vout連接。進一步的，所述直流與直流交換部分I由第三電感L3、第五開關管Q5和第六開關管Q6組成，所述第三電感L3的一段與電源4正極連接，另一端與第五開關管Q5和第六開關管Q6連接，所述第五開關管Q5與電源4負極連接並接地，所述第六開關管Q6與第一電容Cl連接。進一步的，所述直流與交流變換部分2由第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3和第四開關管Q4組成，所述第一開關管Ql和所述第三開關管Q3串聯並且與所述第一電容Cl並聯，所述第二開關管Q2和所述第四開關管Q4串聯並且與所述第一電容Cl並聯。進一步的，所述濾波部分3有第一電感L1、第二電感L2和第二電容C2組成，所述第一電感LI 一端與A端連接，另一端與所述第二電容C2連接，所述第二電容C2與所述第二電感L2串聯，所述第二電感L2與B端連接。本實施例的工作原理如下(I)工作原理分析①Inverter Mode :工作方式和傳統的方式一樣，只是前級升壓利用Q5的Bodydiode或Q5額外並聯的Diode作為BOOST主Diode，工作於BOOST模式，後級全橋逆變，工作於BUCK模式，實現能量從DC至AC的流動，如圖4所示。②Converter Mode :當能量反向流時，由AC至DC,則利用之前的後級變前級,使全橋工作於兩路Boost PFC模式，實現交流輸入功率因數校正，穩定直流母線(BUS)電壓，實現第一級的AC至DC變換，同時之前的前級變成後級，並利用Q5和Q6的Body diode或Q6額外並聯的Diode作為BUCK主Diode，形成BUCK電路，並工作於BUCK模式，實現後級的DC至DC降壓變換，如圖5所示。(2)控制思路分析Inverter和Converter模式下,沒有變換電路的拓撲結構，只是通過控制前級和後級是工作於BOOST還是BUCK模式下，即可實現能量的雙向流動，和傳統的雙級電路組合BOOST+Fullbridge在系統控制及驅動分配上沒有太大本質區別。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種能量雙向流動的電路結構，開關管部分(5)由開關管(Q)和二極體(D)並聯組成，其特徵在於包括直流與直流交換部分(I )、直流與交流變換部分(2)和濾波部分(3)組成，所述直流與直流交換部分(I)與電源(4)連接，並且還連接有第一電容(Cl )，所述第一電容(Cl)接地，所述直流與交流變換部分(2)與所述第一電容(Cl)連接，並且還與所述濾波部分(3)連接，所述濾波部分(3)與輸出端(Vout)連接。
2.根據權利要求1所述的一種能量雙向流動的電路結構，其特徵在於所述直流與直流交換部分(I)由第三電感(L3)、第五開關管(Q5)和第六開關管(Q6)組成，所述第三電感(L3)的一段與電源(4)正極連接，另一端與第五開關管(Q5)和第六開關管(Q6)連接，所述第五開關管(Q5)與電源(4)負極連接並接地，所述第六開關管(Q6)與第一電容(Cl)連接。
3.根據權利要求1所述的一種能量雙向流動的電路結構，其特徵在於所述直流與交流變換部分(2)由第一開關管(Q1)、第二開關管(Q2)、第三開關管(Q3)和第四開關管(Q4)組成，所述第一開關管(Ql)和所述第三開關管(Q3)串聯並且與所述第一電容(Cl)並聯，所述第二開關管(Q2)和所述第四開關管(Q4)串聯並且與所述第一電容(Cl)並聯。
4.根據權利要求1所述的一種能量雙向流動的電路結構，其特徵在於所述濾波部分(3)有第一電感(LI)、第二電感(L2)和第二電容(C2)組成，所述第一電感(LI) 一端與A端連接，另一端與所述第二電容(C2)連接，所述第二電容(C2)與所述第二電感(L2)串聯，所述第二電感(L2)與B端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種能量雙向流動的電路結構，開關管部分由開關管和二極體並聯組成，包括直流與直流交換部分、直流與交流變換部分和濾波部分組成，所述直流與直流交換部分與電源連接，並且還連接有第一電容，所述第一電容接地，所述直流與交流變換部分與所述第一電容連接，並且還與所述濾波部分連接，所述濾波部分與輸出端連接。實用新型實現了能量正向流動時，可進行交流逆變，反向流動時可進行直流斬波，並達到較高的轉換效率及電路設計靈活性。
文檔編號H02M1/12GK202872687SQ20122037402
公開日2013年4月10日 申請日期2012年7月31日 優先權日2012年7月31日
發明者方剛 申請人:江蘇固德威電源科技有限公司