谐振电路及采用其的双向储能逆变器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电力电子变换器技术领域，涉及一种双向储能逆变器及其中适用 的谐振电路。
【背景技术】
[0002] 在双向储能逆变器的DC/DC变换中，LLC谐振电路可以实现全负载范围内原边开 关管的零电压开通，接近于零电流关断，副边二极管零电流关断，与普通全桥电路比，可以 明显提高效率，降低EMI。但其需要额外增加谐振电容Cr与谐振电感Lr，如附图1所示，为 了实现能量双向流动，原有的双向LLC电路两边都加有谐振电容Crl、Cr2和谐振电感Lrl、 Lr2。然而，在变换电路中，特别是在低压大电流功率变换电路中，流过谐振电容Cr的高频 纹波电流非常大，此时需要考虑满足电容的纹波电流要求，而并联多个高频薄膜电容。高频 薄膜电容体积较大且价格较高，因此，现有的双向储能逆变器的体积和成本都较高。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是提供一种无需并联高频薄膜电容而体积和成本均较低的适 用于双向储能逆变器的谐振电路。
[0004] 为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
[0005] 一种谐振电路，与双向储能逆变器中的变压器相连接，其由设置于所述的变压器 高压侧的高压谐振电容和高压谐振电感、设置于所述的变压器低压侧的低压谐振电感组 成。
[0006] 所述的高压谐振电容和所述的高压谐振电感分别串连于所述的变压器的高压侧 线圈的两端。
[0007]本实用新型还提供一种采用上述谐振电路而体积、成本较低的双向储能逆变器。
[0008] 一种采用上述谐振电路的双向储能逆变器，包括低压侧信号源、与所述的低压侧 信号源相连接的低压侧开关管电路、低压侧与所述的低压侧开关管电路相连接的变压器、 与所述的变压器的高压侧相连接的高压侧开关管电路、与所述的高压侧开关管电路相连接 的高压侧信号源；所述的变压器连接有谐振电路，所述的谐振电路由设置于所述的变压器 高压侧的高压谐振电容和高压谐振电感、设置于所述的变压器低压侧的低压谐振电感组 成。
[0009] 所述的高压谐振电容和所述的高压谐振电感分别串连于所述的变压器的高压侧 线圈的两端。
[0010] 所述的低压侧开关管电路包括四个构成低压桥式结构的低压侧场效应管，每个所 述的低压侧场效应管的源极和漏极之间均连接有低压侧二极管；所述的变压器的低压侧线 圈的两端分别与所述的低压桥式结构的桥臂相连接；所述的高压侧开关管电路包括四个构 成高压桥式结构的高压侧场效应管，每个所述的高压侧场效应管的源极和漏极之间均连接 有高压侧二极管；所述的变压器的高压侧线圈的两端分别与所述的高压桥式结构的桥臂相 连接。
[0011] 由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：1、本实用新 型的谐振电路减少了低压谐振电容，因而使用其的双向储能逆变器中无需并联高频薄膜电 容，从而可以减小设备体积，降低设备成本；2、本实用新型的双向储能逆变器的谐振电路减 少了低压谐振电容，从而其体积和成本均较低，实用性较高。
【附图说明】
[0012] 附图1为现有的双向储能逆变器的电路原理图。
[0013] 附图2为本实用新型的双向储能逆变器的电路原理图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。
[0015] 实施例一：一种适用于双向储能逆变器的谐振电路，其与双向储能逆变器中的变 压器相连接，该谐振电路由高压谐振电容Cr2、高压谐振电感Lr2和低压谐振电感Lrl组成。 其中，高压谐振电容Cr2和高压谐振电感Lr2设置于变压器Txl的高压侧，并分别串连于变 压器Txl的高压侧线圈的两端，而低压谐振电感Lrl则设置于变压器Txl的低压侧，与变压 器Txl的低压侧线圈串联。
[0016] 如附图2所示，一种采用上述谐振电路的双向储能逆变器，包括低压侧信号源 DC1、低压侧开关管电路、变压器Txl、谐振电路、高压侧开关管电路以及高压侧信号源DC2。 低压侧信号源DC1与低压侧开关管电路相连接，低压侧开关管电路包括四个构成低压桥式 结构的低压侧场效应管S1-S4,每个低压侧场效应管S1-S4的源极和漏极之间均连接有低 压侧二极管。低压桥式结构的桥臂的两端与低压侧信号源DC1相连接，低压侧信号源DC1 的两端并联有低压侧电容C1。变压器Txl的低压侧线圈的两端分别与低压桥式结构的桥臂 的中点相连接。高压侧开关管电路包括四个构成高压桥式结构的高压侧场效应管S5-S8， 每个高压侧场效应管S5-S8的源极和漏极之间均连接有高压侧二极管。高压桥式结构的桥 臂的中点分别连接变压器Txl的高压侧线圈的两端，而高压桥式结构的桥臂的端则与高压 侧信号源DC2相连接，高压侧信号源DC2的两端也并联有高压侧电容C2。谐振电路与变压 器Txl相连接，其由设置于变压器Txl高压侧的高压谐振电容Cr2和高压谐振电感Lr2、设 置于变压器Txl低压侧的低压谐振电感Lrl组成，其中高压谐振电容Cr2和高压谐振电感 Lr2分别串连于变压器Txl的高压侧线圈的两端，而与高压桥式结构的桥臂的中点相连接， 低压谐振电感Lrl串连于变压器Txl的低压侧线圈的一端，而与低压桥式结构的一个桥臂 的中点相连接。
[0017] 上述双向储能逆变器中，去掉了低压侧的谐振电容Crl，这样可以只用一组高压侧 的谐振电容Cr2就可以实现能量的双向控制，其原理为：
[0018] 1)当能量由低压测信号源DC1流向高压侧信号源DC2时，开通S1-S4四个开关管， Sl、S4与S2、S3交替互补开通，占空比各为50%，此时LLC谐振频率frl为
[0019]
[0020] 2)当能量由高压侧信号源DC2流向低压测信号源DC1时，开通S5-S8四个开关管， S5、S8与S6、S7交替互补开通，占空比各为50 %，此时LLC谐振频率fr2为
[0021]
[0022] 谐振频率frl与谐振频率fr2完全相等。
[0023] 该双向储能逆变器的主要改进点就是在能量由低压测信号源DC1流向高压侧信 号源DC2时，LLC谐振利用了高压侧的谐振电容Cr2进行谐振，因此可以去掉原本加在低压 侧的谐振电容Crl。低压测信号源DClc电流非常大，若具有低压侧的谐振电容Crl，则需要 并联多个电容，成本和体积较大，而高压侧的谐振电容Cr2电流小很多，只需要低压侧的谐 振电容Crl的电容个数的1/n，因此双向LLC变换器使用单边高压侧谐振电容Cr2可以大大 减小谐振电容的使用。
[0024] 上述双向储能逆变器的有益效果在于：使用单边高压侧电容谐振，实现同样的功 能，可以减少谐振电容的使用，降低成本，减小电源体积。
[0025] 上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术 的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。 凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。
【主权项】
1. 一种谐振电路，与双向储能逆变器中的变压器相连接，其特征在于：其由设置于所 述的变压器高压侧的高压谐振电容和高压谐振电感、设置于所述的变压器低压侧的低压谐 振电感组成。2. 根据权利要求1所述的谐振电路，其特征在于：所述的高压谐振电容和所述的高压 谐振电感分别串连于所述的变压器的高压侧线圈的两端。3. -种采用如权利要求1或2所述的谐振电路的双向储能逆变器，其特征在于：所述 的双向储能逆变器包括低压侧信号源、与所述的低压侧信号源相连接的低压侧开关管电 路、低压侧与所述的低压侧开关管电路相连接的变压器、与所述的变压器的高压侧相连接 的高压侧开关管电路、与所述的高压侧开关管电路相连接的高压侧信号源；所述的变压器 连接有谐振电路，所述的谐振电路由设置于所述的变压器高压侧的高压谐振电容和高压谐 振电感、设置于所述的变压器低压侧的低压谐振电感组成。4. 根据权利要求3所述的双向储能逆变器，其特征在于：所述的高压谐振电容和所述 的高压谐振电感分别串连于所述的变压器的高压侧线圈的两端。5. 根据权利要求3所述的双向储能逆变器，其特征在于：所述的低压侧开关管电路包 括四个构成低压桥式结构的低压侧场效应管，每个所述的低压侧场效应管的源极和漏极之 间均连接有低压侧二极管；所述的变压器的低压侧线圈的两端分别与所述的低压桥式结构 的桥臂相连接；所述的高压侧开关管电路包括四个构成高压桥式结构的高压侧场效应管， 每个所述的高压侧场效应管的源极和漏极之间均连接有高压侧二极管；所述的变压器的高 压侧线圈的两端分别与所述的高压桥式结构的桥臂相连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种谐振电路，由设置于变压器高压侧的高压谐振电容和高压谐振电感、设置于变压器低压侧的低压谐振电感组成。一种双向储能逆变器，包括低压侧信号源、低压侧开关管电路、变压器、高压侧开关管电路、高压侧信号源；变压器连接有谐振电路，谐振电路由设置于变压器高压侧的高压谐振电容和高压谐振电感、设置于变压器低压侧的低压谐振电感组成。本实用新型的谐振电路减少了低压谐振电容，因而使用其的双向储能逆变器中无需并联高频薄膜电容，从而可以减小设备体积，降低设备成本；本实用新型的双向储能逆变器的谐振电路减少了低压谐振电容，从而其体积和成本均较低，实用性较高。
【IPC分类】H02M3/335
【公开号】CN204615654
【申请号】CN201520300734
【发明人】黄敏, 方刚, 许金韡
【申请人】江苏固德威电源科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月12日