一種雙向DC-AC變換器制造技術

本發明專利技術公開了一種雙向DC

【技術實現步驟摘要】
一種雙向DC
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AC變換器


[0001]本專利技術涉及電流換
，尤其公開了一種可廣泛應用于光伏發電、儲能電站、蓄電池充放電等需要直流/交流電能雙向流動的領域，在不同工況下，實現直流電能向交流電能的正向轉換，以及交流電能向直流電能的反向轉換的雙向DC
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AC變換器。

技術介紹

[0002]DC
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AC變換器實現直流（Directed Current，DC）到交流（Alternating Current，AC）的逆變變換；AC
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DC變換器實現交流（Alternating Current，AC）到直流（Directed Current, DC）的整流變換。反向并聯的單向DC
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AC變換器與AC
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DC變換器可實現雙向DC
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AC變換，但變換器效率、體積、成本、控制復雜度與控制效果等均不理想，尤其是交流并網性能受限。
[0003]現有技術存在的不足：（1）傳統DC
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AC變換器或AC
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DC變換器只能實現單向變換，當用傳統DC
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AC變換器和AC
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DC變換器并聯實現雙向DC
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AC變換功能時，兩套系統分時工作，系統所用元器件數量多，特別是功率器件多，導致成本高、體積大、性價比不高。
[0004]（2）傳統DC
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AC變換器工作頻率相對較低，需要的感性器件和容性器件的容量大，導致設備體積大，變換器功率密度不高。
[0005]（3）傳統DC
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AC變換器的工作頻率相對較低，感性器件參數較大，逐周期儲能量較大，能量控制粒度不夠精細，變換器輸出精度難以提高，且動態電路的時間常數大，達到較高控制指標時的控制算法復雜。
[0006]（4）傳統DC
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AC變換器由于開關周期相對較大，軟開關的精確實現難度大，導致功率開關管的開關損耗大，限制了變換器效率的提高。
[0007]（5）傳統DC
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AC變換器的逆變橋在進一步提高開關管工作頻率時，同橋臂開關管易發生直通而導致損毀元器件。
[0008]因此，現有DC
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AC變換器或AC
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DC變換器只能實現單向變換，是目前亟待解決的技術問題。

技術實現思路

[0009]本專利技術提供了一種雙向DC
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AC變換器，旨在解決現有DC
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AC變換器或AC
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DC變換器只能實現單向變換的技術問題。
[0010]本專利技術涉及一種雙向DC
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AC變換器，包括DC
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脈動DC雙向變換主電路、脈動DC
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AC雙向變換主電路、第一調節電路、第二調節電路、第三調節電路、第一PWM電路、第二PWM電路、第三PWM電路、第一驅動電路、第二驅動電路、第三驅動電路和數字控制電路，DC
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脈動DC雙向變換主電路與脈動DC
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AC雙向變換主電路之間通過兩級級聯的中間端口相連接；DC
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脈動DC雙向變換主電路分別與第一調節電路、第一PWM電路、第一驅動電路、第二調節電路、第二PWM電路和第二驅動電路相連接；脈動DC
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AC雙向變換主電路分別與第三調節電路、第三PWM
電路和第三驅動電路相連接；數字控制電路分別與DC
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脈動DC雙向變換主電路、脈動DC
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AC雙向變換主電路、第一調節電路、第二調節電路、第三調節電路、第一PWM電路、第二PWM電路、第三PWM電路、第一驅動電路、第二驅動電路和第三驅動電路相連接；DC
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脈動DC雙向變換主電路的自由端為第一端口，脈動DC
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AC雙向變換主電路的自由端為第二端口；當正向DC
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AC變換時，則第一端口作為直流輸入端口，中間端口作為中間脈動直流端口，第二端口作為交流輸出端口；當反向DC
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AC變換時，第二端口作為交流輸入端口，則中間端口作為中間脈動直流端口，第一端口作為直流輸出端口；DC
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脈動DC雙向變換主電路用于完成直流與脈動直流間的雙向功率變換；脈動DC
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AC雙向變換主電路用于完成脈動直流與交流間的雙向功率變換；第一調節電路用于完成DC
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脈動DC正向變換控制時的信號調理和保護信號形成；第一PWM電路用于完成DC
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脈動DC正向變換時的PWM控制脈沖的形成；第一驅動電路用于完成DC
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脈動DC正向變換時的開關管驅動；第二調節電路用于完成DC
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脈動DC反向變換控制時的信號調理和保護信號形成；第二PWM電路用于完成DC
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脈動DC反向變換時的PWM控制脈沖的形成；第二驅動電路用于完成DC
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脈動DC反向變換時的開關管驅動；第三調節電路用于完成脈動DC
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AC正向變換控制時的信號調理和保護信號形成；第三PWM電路用于完成脈動DC
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AC正向變換時的PWM控制脈沖的形成；第三驅動電路用于完成脈動DC
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AC正向變換時的開關管驅動；數字控制電路用于作為雙向DC
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AC變換器的綜合控制單元。
[0011]進一步地，DC
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脈動DC雙向變換主電路包括第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第一高頻整流二極管、第二高頻整流二極管、第三高頻整流二極管、第四高頻整流二極管、第一高頻濾波電感、第二高頻濾波電感、第三高頻濾波電感、第四高頻濾波電感、第一高頻緩沖吸收電路、第二高頻緩沖吸收電路、第三高頻緩沖吸收電路、第四高頻緩沖吸收電路和高頻功率變壓器，第一開關管、第一高頻整流二極管、第一高頻濾波電感和第一高頻緩沖吸收電路互聯后與高頻功率變壓器的1
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2繞組相連接；第二開關管、第二高頻整流二極管、第二高頻濾波電感和第二高頻緩沖吸收電路互聯后與高頻功率變壓器的2
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3繞組相連接；第三開關管、第三高頻整流二極管、第三高頻濾波電感和第三高頻緩沖吸收電路互聯后與高頻功率變壓器的13
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14繞組相連接；第四開關管、第四高頻整流二極管、第四高頻濾波電感和第四高頻緩沖吸收電路互聯后與高頻功率變壓器的12
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13繞組相連接。
[0012]進一步地，脈動DC
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AC雙向變換主電路包括第五開關管、第六開關管、第七開關管、第八開關管、第五高頻整流二極管、第六高頻整流二極管、第七高頻整流二極管、第八高頻整流二極管、第五高頻緩沖吸收電路、第六高頻緩沖吸收電路、第七高頻緩沖吸收電路、第八高頻緩沖吸收電路、工頻電流互感器、第一電氣隔離光耦和第二電氣隔離光本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種雙向DC
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AC變換器，其特征在于，包括DC
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脈動DC雙向變換主電路（10）、脈動DC
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AC雙向變換主電路（20）、第一調節電路（31）、第二調節電路（32）、第三調節電路（33）、第一PWM電路（41）、第二PWM電路（42）、第三PWM電路（43）、第一驅動電路（51）、第二驅動電路（52）、第三驅動電路（53）和數字控制電路（60），所述DC
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脈動DC雙向變換主電路（10）與所述脈動DC
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AC雙向變換主電路（20）之間通過兩級級聯的中間端口相連接；所述DC
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脈動DC雙向變換主電路（10）分別與所述第一調節電路（31）、所述第一PWM電路（41）、所述第一驅動電路（51）、所述第二調節電路（32）、所述第二PWM電路（42）和所述第二驅動電路（52）相連接；所述脈動DC
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AC雙向變換主電路（20）分別與所述第三調節電路（33）、所述第三PWM電路（43）和所述第三驅動電路（53）相連接；所述數字控制電路（60）分別與所述DC
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脈動DC雙向變換主電路（10）、所述脈動DC
?
AC雙向變換主電路（20）、所述第一調節電路（31）、所述第二調節電路（32）、所述第三調節電路（33）、所述第一PWM電路（41）、所述第二PWM電路（42）、所述第三PWM電路（43）、所述第一驅動電路（51）、所述第二驅動電路（52）和所述第三驅動電路（53）相連接；所述DC
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脈動DC雙向變換主電路（10）的自由端為第一端口，所述脈動DC
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AC雙向變換主電路（20）的自由端為第二端口；當正向DC
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AC變換時，則所述第一端口作為直流輸入端口，所述中間端口作為中間脈動直流端口，所述第二端口作為交流輸出端口；當反向DC
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AC變換時，所述第二端口作為交流輸入端口，則所述中間端口作為中間脈動直流端口，所述第一端口作為直流輸出端口；所述DC
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脈動DC雙向變換主電路（10）用于完成直流與脈動直流間的雙向功率變換；所述脈動DC
?
AC雙向變換主電路（20）用于完成脈動直流與交流間的雙向功率變換；所述第一調節電路（31）用于完成DC
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脈動DC正向變換控制時的信號調理和保護信號形成；所述第一PWM電路（41）用于完成DC
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脈動DC正向變換時的PWM控制脈沖的形成；所述第一驅動電路（51）用于完成DC
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脈動DC正向變換時的開關管驅動；所述第二調節電路（32）用于完成DC
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脈動DC反向變換控制時的信號調理和保護信號形成；所述第二PWM電路（42）用于完成DC
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脈動DC反向變換時的PWM控制脈沖的形成；所述第二驅動電路（52）用于完成DC
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脈動DC反向變換時的開關管驅動；所述第三調節電路（33）用于完成脈動DC
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AC正向變換控制時的信號調理和保護信號形成；所述第三PWM電路（43）用于完成脈動DC
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AC正向變換時的PWM控制脈沖的形成；所述第三驅動電路（53）用于完成脈動DC
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AC正向變換時的開關管驅動；所述數字控制電路（60）用于作為雙向DC
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AC變換器的綜合控制單元。2.如權利要求1所述的雙向DC
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AC變換器，其特征在于，所述DC
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脈動DC雙向變換主電路（10）包括第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第一高頻整流二極管、第二高頻整流二極管、第三高頻整流二極管、第四高頻整流二極管、第一高頻濾波電感、第二高頻濾波電感、第三高頻濾波電感、第四高頻濾波電感、第一高頻緩沖吸收電路、第二高頻緩沖吸收電路、第三高頻緩沖吸收電路、第四高頻緩沖吸收電路和高頻功率變壓器，所述第一開關管、所述第一高頻整流二極管、所述第一高頻濾波電感和所述第一高頻緩沖吸收電路互聯后與所述高頻功率變壓器的1
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2繞組相連接；所述第二開關管、所述第二高頻整流二極管、所述第二高頻濾波電感和所述第二高頻緩沖吸收電路互聯后與所述高頻功率變壓器的2
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3繞組相連接；所述第三開關管、所述第三高頻整流二極管、所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙小超，鄭釗，鄭明才，鄭金兵，肖鋒，
申請(專利權)人：湖南第一師范學院，
類型：發明
國別省市：