一種雙向dcdc轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種D⑶C轉(zhuǎn)換器，尤其涉及一種雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，D⑶C轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用也越來(lái)越廣，而現(xiàn)有的D⑶C轉(zhuǎn)換器在實(shí)現(xiàn)蓄電池充電和放電的時(shí)候，使用不同的電路，比較復(fù)雜，使得產(chǎn)品的成本增加，體積大，可靠性差；目前大部分小容量UPS充電電路使用反激電路，沒(méi)有PFC，不容易實(shí)現(xiàn)大電流充電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是需要提供一種低成本、體積小、正負(fù)母線電壓平衡以及轉(zhuǎn)換過(guò)程簡(jiǎn)單有效的雙向DCDC轉(zhuǎn)換器。
[0004]對(duì)此，本發(fā)明提供一種雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器，包括:變壓器、繼電器、控制器、電流檢測(cè)模塊、電壓檢測(cè)模塊、包含副繞組的電感、二極管和場(chǎng)效應(yīng)管，所述電流檢測(cè)模塊與外部的第一直流電壓相連接，所述電流測(cè)模塊通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管連接至變壓器；所述變壓器與繼電器相連接，所述變壓器通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管連接至外部的第二直流電壓；所述第二直流電壓通過(guò)逆變器連接至交流負(fù)載；所述繼電器、電流檢測(cè)模塊、電壓檢測(cè)模塊和場(chǎng)效應(yīng)管分別與控制器相連接；所述電感的副繞組通過(guò)二極管連接至第二直流電壓；其中，當(dāng)?shù)诙绷麟妷簜鬟f直流電力到第一直流電壓時(shí)，控制器控制繼電器斷開(kāi)，根據(jù)電壓檢測(cè)模塊和電流檢測(cè)模塊所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，關(guān)閉第一直流電壓所發(fā)送的PWM信號(hào)，調(diào)整第二直流電壓所發(fā)送的PWM信號(hào)的脈沖寬度；當(dāng)?shù)谝恢绷麟妷簜鬟f直流電力到第二直流電壓上時(shí)，控制器控制繼電器閉合，根據(jù)電壓檢測(cè)模塊和電流檢測(cè)模塊所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，關(guān)閉發(fā)送到第二直流電壓的PWM信號(hào)，調(diào)整第一直流電壓所發(fā)送的PWM信號(hào)的脈沖寬度。
[0005]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述第二直流電壓包括兩個(gè)相互串接在一起的直流電壓。
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述繼電器分別與第二直流電壓和變壓器的副線圈相連接。
[0007]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述場(chǎng)效應(yīng)管包括第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管，所述電流檢測(cè)模塊分別與第一場(chǎng)效應(yīng)管的源極和第二場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連接，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極分別與控制器相連接，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和第二場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別與變壓器的原線圈相連接。
[0008]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述場(chǎng)效應(yīng)管還包括第三場(chǎng)效應(yīng)管、第四場(chǎng)效應(yīng)管、第五場(chǎng)效應(yīng)管和第六場(chǎng)效應(yīng)管，所述變壓器的副線圈分別與第三場(chǎng)效應(yīng)管的源極和第四場(chǎng)效應(yīng)管的源極相連接，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的源極與第五場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管的源極和第六場(chǎng)效應(yīng)管的漏極相連接，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的漏極和第四場(chǎng)效應(yīng)管的漏極分別與第二直流電壓相連接，所述第五場(chǎng)效應(yīng)管的源極和第六場(chǎng)效應(yīng)管的源極分別與第二直流電壓相連接，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、第四場(chǎng)效應(yīng)管的柵極、第五場(chǎng)效應(yīng)管的柵極和第六場(chǎng)效應(yīng)管的柵極分別與控制器相連接。
[0009]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，還包括電容和電感，所述二極管包括第七二極管和第八二極管，所述電容與第一直流電壓并聯(lián)，所述電容的一端通過(guò)電感連接至變壓器的原線圈，所述電容的另一端連接至電流檢測(cè)模塊；所述第七二極管的陽(yáng)極與電感的副繞組相連接，所述第七二極管的陰極與第二直流電壓的正母線相連接；所述第八二極管的陰極與電感的副繞組相連接，所述第八二極管的陽(yáng)極與第二直流電壓的負(fù)母線相連接。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器工作于升壓模式，所述第一直流電壓傳遞直流電力到第二直流電壓，所述第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管的柵極PWM信號(hào)的相位相差180°，控制器控制繼電器閉合，并通過(guò)控制第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通占空比對(duì)第一直流電壓的輸入電壓進(jìn)行斬波，然后經(jīng)過(guò)升壓和整流后穩(wěn)定母線電壓，所述升壓為變壓器升壓，所述整流為第七二極管、第八二極管、第三場(chǎng)效應(yīng)管的寄生二極管、第四場(chǎng)效應(yīng)管的寄生二極管、第五場(chǎng)效應(yīng)管的寄生二極管以及第六場(chǎng)效應(yīng)管的寄生二極管的整流。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，當(dāng)?shù)谝粓?chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通占空比大于50%時(shí)，若第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管均導(dǎo)通，則變壓器原線圈短路，電感儲(chǔ)能，電感電流線性增加；若第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管中僅有一個(gè)導(dǎo)通，則第一直流電壓和電感經(jīng)過(guò)變壓器共同向變壓器的副線圈傳遞能量，電感電流線性減少；當(dāng)?shù)谝粓?chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通占空比小于50%時(shí)，若第一場(chǎng)效應(yīng)管或第二場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，則電感儲(chǔ)能，變壓器原線圈向其副線圈傳遞能量；若第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管均斷開(kāi)，則電感中的能量通過(guò)第七二極管和第八二極管釋放到第二直流電壓的母線上。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，雙向D⑶C轉(zhuǎn)換器工作于降壓模式，所述第二直流電壓傳遞直流電力到第一直流電壓，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管和第六場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電壓一致，；所述第四場(chǎng)效應(yīng)管和第五場(chǎng)效應(yīng)管的驅(qū)動(dòng)電壓一致；所述第三場(chǎng)效應(yīng)管和第六場(chǎng)效應(yīng)管的PWM信號(hào)的相位一致，所述第四場(chǎng)效應(yīng)管和第五場(chǎng)效應(yīng)管的PWM信號(hào)的相位一致，所述第三場(chǎng)效應(yīng)管和第四場(chǎng)效應(yīng)管的PWM信號(hào)的相位相差180° ;所述控制器控制繼電器斷開(kāi)，并通過(guò)控制第三場(chǎng)效應(yīng)管、第四場(chǎng)效應(yīng)管、第五場(chǎng)效應(yīng)管和第六場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通占空比對(duì)第二直流電壓的輸入電壓進(jìn)行斬波，然后經(jīng)變壓器降壓后對(duì)第一直流電壓進(jìn)行充電。
[0013]本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于，當(dāng)?shù)谌龍?chǎng)效應(yīng)管和第六場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通或第四場(chǎng)效應(yīng)管和第五場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通時(shí)，變壓器將能量由第二直流電壓傳遞到第一直流電壓，所述第一直流電壓充電，電感儲(chǔ)能，電感電流線性增加；當(dāng)?shù)谌龍?chǎng)效應(yīng)管、第四場(chǎng)效應(yīng)管、第五場(chǎng)效應(yīng)管和第六場(chǎng)效應(yīng)管均斷開(kāi)時(shí)，電感經(jīng)第一場(chǎng)效應(yīng)管的寄生二極管或第二場(chǎng)效應(yīng)管的寄生二極管進(jìn)行續(xù)流，并為第一直流電壓充電，電感電流線性減少。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:應(yīng)用在UPS電源系統(tǒng)中能夠?qū)崿F(xiàn)市電模式下的電池充電功能及電池模式下的母線升壓功能，從而節(jié)省了蓄電池充電電路和放電電路的使用，使得UPS電源系統(tǒng)更加小型化和經(jīng)濟(jì)化；本發(fā)明的工作模式包括升壓模式和降壓模式，其中，升壓模式對(duì)應(yīng)電池模式，降壓模式對(duì)應(yīng)市電模式，在升壓模式下，能夠穩(wěn)定母線電壓，減小對(duì)母線電壓的沖擊；在降壓模式下，即使充電電流增加也能夠避免正負(fù)母線不平衡的現(xiàn)象。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的應(yīng)用于UPS電源系統(tǒng)中的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例在升壓模式下第一場(chǎng)效應(yīng)管和第二場(chǎng)效應(yīng)管的脈沖寬度示意圖；
圖3是本發(fā)明一種實(shí)施例的電路原理圖；
圖4是本發(fā)明一種實(shí)施例在升壓模式下的工作波形仿真圖；
圖5是本發(fā)明一種實(shí)施例在降壓模式下的工作波形仿真圖；
圖6是本發(fā)明一種實(shí)施例在升壓模式下的控制原理圖；
圖7是本發(fā)明一種實(shí)施例在降壓模式下的蓄電池兩段式充電過(guò)程的示意圖；
圖8是本發(fā)明一種實(shí)施例在降壓模式下的控制原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較優(yōu)的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]如圖1所示，本例提供一種雙向Drac轉(zhuǎn)換器，包括:變壓器Tl、繼電器、控制器、電流檢測(cè)模塊、電壓檢測(cè)模塊、包含副繞組的電感L1、二極管和場(chǎng)效應(yīng)管，所述電流檢測(cè)模塊與外部的第一直流電壓Vl相連接，所述電流測(cè)模塊通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管連接至變壓器Tl ;所述變壓器Tl與繼電器相連接，所述變壓器Tl通過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管連接至外部的第二直流電壓V2 ;所述第二直流電壓V2通過(guò)逆變器連接至交流負(fù)載；所述繼電器、電流檢測(cè)模塊、電壓檢測(cè)模塊和場(chǎng)效應(yīng)管分別與控制器相連接；所述電感LI的副繞組通過(guò)二極管連接至第二直流電壓V2 ;其中，當(dāng)?shù)诙绷麟妷篤2傳遞直流電力到第一直流電壓Vl時(shí)，控制器控制繼電器斷開(kāi)，根據(jù)電壓檢測(cè)模塊和電流檢測(cè)模塊所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，關(guān)閉第一直流電壓Vl所發(fā)送的PWM信號(hào)，調(diào)整第二直流電壓V2所發(fā)送的PWM信號(hào)的脈沖寬度；當(dāng)?shù)谝恢绷麟妷篤l傳遞直流電力到第二直流電壓V2上時(shí)，控制器控制繼電器閉合，根據(jù)電壓檢測(cè)模塊和電流檢測(cè)模塊所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)，關(guān)閉發(fā)送到第二直流電壓V2的PWM信號(hào)，調(diào)整第一直流電壓Vl所發(fā)送的PWM信號(hào)的脈沖寬度。
[0018]圖1中，虛線框里面的就是雙向ECDC轉(zhuǎn)換器的電路拓?fù)?；如圖1所示，所述第二直流電壓V2包括兩個(gè)相互串接在一起的直流電壓V3和直流電壓V4 ;本例所述的雙向ECDC變換器連接于第一直流電壓Vl、直流電壓V3和直流電壓V4之間，其中，直流電壓V3和直流電壓V4串聯(lián)形成I個(gè)總的第二直流電壓V2，從第二直流電壓