一种能量双向流动的电路结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种能量双向流动的电路结构，开关管部分由开关管和二极管并联组成，包括直流与直流交换部分、直流与交流变换部分和滤波部分组成，所述直流与直流交换部分与电源连接，并且还连接有第一电容，所述第一电容接地，所述直流与交流变换部分与所述第一电容连接，并且还与所述滤波部分连接，所述滤波部分与输出端连接。发明实现了能量正向流动时，可进行交流逆变，反向流动时可进行直流斩波，并达到较高的转换效率及电路设计灵活性。
【专利说明】一种能量双向流动的电路结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及电路拓扑领域，具体涉及一种能量双向流动的电路结构。
【背景技术】
[0002]现阶段常见的一种电路组合结构BOOST+Fullbridge，其因前一级BOOST的主二极管Dl的单向导通性，只能实现DC/AC的能量变换，但无法实现AC/DC的变换，具有一定的使用局限性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种能量双向流动的电路结构，本发明实现了能量正向流动时，可进行交流逆变，反向流动时可进行直流斩波，并达到较高的转换效率及电路设计灵活性。
[0004]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
一种能量双向流动的电路结构，开关管部分由开关管和二极管并联组成，包括直流与直流交换部分、直流与交流变换部分和滤波部分组成，所述直流与直流交换部分与电源连接，并且还连接有第一电容，所述第一电容接地，所述直流与交流变换部分与所述第一电容连接，并且还与所述滤波部分连接，所述滤波部分与输出端连接。
[0005]进一步的，所述直流与直流交换部分由第三电感、第五开关管和第六开关管组成，所述第三电感的一段与电源正极连接，另一端与第五开关管和第六开关管连接，所述第五开关管与电源负极连接并接地，所述第六开关管与第一电容连接。
[0006]进一步的，所述直流与交流变换部分由第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管组成，所述第一开关管和所述第三开关管串联并且与所述第一电容并联，所述第二开关管和所述第四开关管串联并且与所述第一电容并联。
[0007]进一步的，所述滤波部分有第一电感、第二电感和第二电容组成，所述第一电感一端与A端连接，另一端与所述第二电容连接，所述第二电容与所述第二电感串联，所述第二电感与B端连接。
[0008]本发明的有益效果是:
1、可以实现DC/AC和AC/DC两种工作模式的灵活切换，提高了该电路拓扑的应用灵活性。
[0009]2、在AC/DC模式下，同样具备输入PFC功能，可以提高输入功率因数。
[0010]3、无论在DC/AC和AC/DC工作模式下，因未采用变压器隔离技术，其将具有很高的转换效率。
[0011]4、在逆变控制上和传统的控制方式没有本质区别，只是驱动的方式不同，没有增加系统的复杂度，而且也是容易实现的。
[0012]5、应用范围广泛，控制方式灵活，可应用于新能源等需要进行直流交流变换的场
口 o[0013]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的【具体实施方式】由以下实施例及其附图详细给出。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1整体结构不意图；
图2是本发明的电路不意图；
图3是本发明的开关管部分示意图；
图4是本发明的逆变器模式示意图；
图5是本发明的转换模式示意图。
[0015]图中标号说明:1、直流与直流交换部分，2、直流与交流变换部分，3、滤波部分，4、电源，5、开关管部分，Cl、第一电容，C2、第二电容，L1、第一电感，L2、第二电感，L3、第三电感，D、二极管，Q、开关管，Q1、第一开关管，Q2、第二开关管，Q3、第三开关管，Q4、第四开关管，Q5、第五开关管，Q6、第六开关管，Vout、输出端。
【具体实施方式】
[0016]下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
[0017]参照图1至图3所示，一种能量双向流动的电路结构，开关管部分5由开关管Q和二极管D并联组成，其特征在于:包括直流与直流交换部分1、直流与交流变换部分2和滤波部分3组成，所述直流与直流交换部分I与电源4连接，并且还连接有第一电容Cl，所述第一电容Cl接地，所述直流与交流变换部分2与所述第一电容Cl连接，并且还与所述滤波部分3连接，所述滤波部分3与输出端Vout连接。
[0018]进一步的，所述直流与直流交换部分I由第三电感L3、第五开关管Q5和第六开关管Q6组成，所述第三电感L3的一段与电源4正极连接，另一端与第五开关管Q5和第六开关管Q6连接，所述第五开关管Q5与电源4负极连接并接地，所述第六开关管Q6与第一电容Cl连接。
[0019]进一步的，所述直流与交流变换部分2由第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4组成，所述第一开关管Ql和所述第三开关管Q3串联并且与所述第一电容Cl并联，所述第二开关管Q2和所述第四开关管Q4串联并且与所述第一电容Cl并联。
[0020]进一步的，所述滤波部分3有第一电感L1、第二电感L2和第二电容C2组成，所述第一电感LI 一端与A端连接，另一端与所述第二电容C2连接，所述第二电容C2与所述第二电感L2串联，所述第二电感L2与B端连接。
[0021]本实施例的工作原理如下:
(1)工作原理分析:
①Inverter Mode:工作方式和传统的方式一样,只是前级升压利用Q5的Body diode或Q5额外并联的Diode作为BOOST主Diode，工作于BOOST模式，后级全桥逆变，工作于BUCK模式，实现能量从DC至AC的流动，如图4所示。
[0022]②Converter Mode:当能量反向流时，由AC至DC,则利用之前的后级变前级,使全桥工作于两路Boost PFC模式，实现交流输入功率因数校正，稳定直流母线(BUS)电压，实现第一级的AC至DC变换，同时之前的前级变成后级，并利用Q5和Q6的Body diode或Q6额外并联的Diode作为BUCK主Diode，形成BUCK电路，并工作于BUCK模式，实现后级的DC至DC降压变换，如图5所示。
[0023](2)控制思路分析:
Inverter和Converter模式下,没有变换电路的拓扑结构,只是通过控制前级和后级是工作于BOOST还是BUCK模式下，即可实现能量的双向流动，和传统的双级电路组合BOOST+Fullbridge在系统控制及驱动分配上没有太大本质区别。
[0024]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种能量双向流动的电路结构，开关管部分(5)由开关管(Q)和二极管(D)并联组成，其特征在于:包括直流与直流交换部分(I )、直流与交流变换部分(2)和滤波部分(3)组成，所述直流与直流交换部分(I)与电源(4)连接，并且还连接有第一电容(Cl )，所述第一电容(Cl)接地，所述直流与交流变换部分(2)与所述第一电容(Cl)连接，并且还与所述滤波部分(3)连接，所述滤波部分(3)与输出端(Vout)连接。
2.根据权利要求1所述的一种能量双向流动的电路结构，其特征在于:所述直流与直流交换部分(I)由第三电感(L3)、第五开关管(Q5)和第六开关管(Q6)组成，所述第三电感(L3)的一段与电源(4)正极连接，另一端与第五开关管(Q5)和第六开关管(Q6)连接，所述第五开关管(Q5)与电源(4)负极连接并接地，所述第六开关管(Q6)与第一电容(Cl)连接。
3.根据权利要求1所述的一种能量双向流动的电路结构，其特征在于:所述直流与交流变换部分(2)由第一开关管(Q1)、第二开关管(Q2)、第三开关管(Q3)和第四开关管(Q4)组成，所述第一开关管(Ql)和所述第三开关管(Q3)串联并且与所述第一电容(Cl)并联，所述第二开关管(Q2)和所述第四开关管(Q4)串联并且与所述第一电容(Cl)并联。
4.根据权利要求1所述的一种能量双向流动的电路结构，其特征在于:所述滤波部分(3)有第一电感(LI)、第二电感(L2)和第二电容(C2)组成，所述第一电感(LI) 一端与A端连接，另一端与所述第二电容(C2)连接，所述第二电容(C2)与所述第二电感(L2)串联，所述第二电感(L2)与B端连接。
【文档编号】H02M7/66GK103580529SQ201210267972
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月31日 优先权日:2012年7月31日
【发明者】方刚 申请人:江苏固德威电源科技有限公司