專利名稱：一種雙向Boost變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙向Boost變換器。
背景技術(shù)：
直流變換器是把一種直流電轉(zhuǎn)化為另外一種大小的直流電的電能變換器。常規(guī)的直流變換器能量只能從輸入端到輸出端單方向傳遞，不能雙向傳遞能量。在太陽(yáng)能和風(fēng)能等新能源供電系統(tǒng)中，由于太陽(yáng)能和風(fēng)能的不穩(wěn)定，再加上發(fā)電時(shí)間和用電時(shí)間很多時(shí)間不一致，所以必須要蓄電池做中間儲(chǔ)能環(huán)節(jié)。蓄電池在系統(tǒng)中時(shí)而被充電時(shí)而對(duì)外放電。充電時(shí)要用直流變換器使光伏發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電與蓄電池電壓相匹配，同時(shí)考慮最大功率點(diǎn)跟蹤；放電時(shí)也要用一直流變換器，使蓄電池與負(fù)載相匹配。設(shè)光伏發(fā)電或風(fēng)力發(fā)電供電電壓為Ul，蓄電池額定電壓為U2，負(fù)載額定電壓為U3，當(dāng)它們大小關(guān)系為U1〈U2〈U3時(shí)，這時(shí)就 需要兩個(gè)升壓式的直流變換器(Boost變換器)。蓄電池充電時(shí)用一個(gè)Boost變換器，蓄電池對(duì)外供電時(shí)再用另一個(gè)Boost變換器，共需要用兩個(gè)Boost變換器才能達(dá)到要求；系統(tǒng)需兩套Boost電路，所需元件較多，同時(shí)不利于系統(tǒng)集中控制。系統(tǒng)電路成本相對(duì)較高，體積較大；系統(tǒng)用Bi Boost-Buck電路實(shí)現(xiàn)。Bi Boost-buck變換器是一種常規(guī)的雙向直流變換器。給蓄電池充電時(shí)，此雙向直流變換器相當(dāng)于Boost變換器；蓄電池對(duì)外供電時(shí)，相當(dāng)于Buck變換器(降壓變換器)；Bi Boost-buck變換器只能在能量往一個(gè)方向傳遞時(shí)實(shí)現(xiàn)升壓，不能實(shí)現(xiàn)雙向升壓，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種雙向Boost變換器，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向能量的傳遞，而且兩個(gè)方向都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)直流電的升壓輸出，該設(shè)計(jì)所用元器件少，有效的降低了成本，且體積相對(duì)較小。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供一種雙向Boost變換器，該雙向Boost變換器包括第一電路、第二電路、第三電路和高頻電感，所述第一電路的1、2接線腳依次分別與第二電路的1、2接線腳相連；第二電路的3接線腳和高頻電感串聯(lián)后再與第三電路的I接線腳相連，第二電路的4接線腳與第三電路的2接線腳相連。優(yōu)選的是，所述第一電路包括電容C2、負(fù)載、二極管D2和開關(guān)S11，所述電容C2和負(fù)載并聯(lián)后的一端依次與~■極管D2和開關(guān)Sll串聯(lián)，開關(guān)Sll的另一端為第一電路的I接線腳，電容C2和負(fù)載并聯(lián)后的另一端為第一電路的2接線腳。優(yōu)選的是，所述第二電路包括二極管D3、直流電源和半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2，所述二極管D3的一端與直流電源的一端連接,二極管D3的另一端與半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2的一端連接，二極管D3與半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2的連接點(diǎn)為第二電路的1、3接線腳；直流電源的另一端與半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2的另一端連接，直流電源與半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2的連接點(diǎn)為第二電路的2、4接線腳。優(yōu)選的是，所述第三電路包括電容Cl、蓄電池、二極管D1、半導(dǎo)體功率開關(guān)管SI和開關(guān)S22，所述電容Cl與蓄電池并聯(lián)后的一個(gè)連接點(diǎn)與二極管Dl的一端連接，二極管Dl的另一端與半導(dǎo)體功率開關(guān)管SI的一端連接，連接點(diǎn)為第三電路的I接線腳；電容Cl與蓄電池并聯(lián)后的另一個(gè)連接點(diǎn)與半導(dǎo)體功率開關(guān)管SI的另一端連接，連接點(diǎn)為第三電路的2接線腳；二極管Dl的兩端還并聯(lián)有開關(guān)S22。優(yōu)選的是，所述開關(guān)Sll和開關(guān)S22是半導(dǎo)體功率開關(guān)管、繼電器等可控電子開關(guān)。優(yōu)選的是，所述直流電源為太陽(yáng)能電池。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型一種雙向Boost變換器，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向能量的傳遞，而且兩個(gè)方向都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)直流電的升壓輸出，該設(shè)計(jì)所用元器件少，有效的降低了成本，且體積相對(duì)較小。

·圖I是本實(shí)用新型一種雙向Boost變換器的一較佳實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。請(qǐng)參閱圖I，本實(shí)用新型實(shí)施例包括一種雙向Boost變換器，該雙向Boost變換器包括第一電路I、第二電路2、第三電路3和高頻電感4，所述第一電路I的1、2接線腳依次分別與第二電路2的1、2接線腳相連；第二電路2的3接線腳和高頻電感4串聯(lián)后再與第三電路3的I接線腳相連，第二電路2的4接線腳與第三電路3的2接線腳相連。所述第一電路I包括電容C2 11、負(fù)載12、二極管D2 13和開關(guān)Sll 14，開關(guān)Sll14可以是半導(dǎo)體功率開關(guān)管，也可以是繼電器之類的可控電子開關(guān)，所述電容C2 11和負(fù)載12并聯(lián)后的一端依次與二極管D2 13和半導(dǎo)體功率開關(guān)管Sll 14串聯(lián)，半導(dǎo)體功率開關(guān)管Sll 4的另一端為第一電路I的I接線腳，電容C2 11和負(fù)載12并聯(lián)后的另一端為第一電路I的2接線腳。所述第二電路2包括二極管D3 21、直流電源22和半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2 23，所述二極管D3 21的一端與直流電源22的一端連接，二極管D3 21的另一端與半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2 23的一端連接，二極管D3 21與半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2 23的連接點(diǎn)為第二電路2的
1、3接線腳；直流電源22的另一端與半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2 23的另一端連接，直流電源22與半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2 23的連接點(diǎn)為第二電路2的2、4接線腳。所述第三電路3包括電容Cl 31、蓄電池32、二極管Dl 33、半導(dǎo)體功率開關(guān)管SI34和開關(guān)S22 35，開關(guān)S22 35可以是半導(dǎo)體功率開關(guān)管，也可以是繼電器之類的可控電子開關(guān)，所述電容Cl 31與蓄電池32并聯(lián)后的一個(gè)連接點(diǎn)與二極管Dl 33的一端連接，二極管Dl 33的另一端與半導(dǎo)體功率開關(guān)管SI 34的一端連接，連接點(diǎn)為第三電路3的I接線腳；電容Cl 31與蓄電池32并聯(lián)后的另一個(gè)連接點(diǎn)與半導(dǎo)體功率開關(guān)管SI 34的另一端連接，連接點(diǎn)為第三電路3的2接線腳；二極管Dl 33的兩端還并聯(lián)有開關(guān)S22 35 ;所述直流電源為太陽(yáng)能電池。本實(shí)用新型一種雙向Boost變換器的工作方法是直流電源(例如光伏陣列)對(duì)蓄電池充電時(shí)，能量從左到右傳遞此時(shí)，開關(guān)Sll和S22斷開，直流電源是能量的源頭，蓄電池是負(fù)載；直流電源通過D3對(duì)外供電；高頻電感、功率開關(guān)管SI、二極管D1、和電容Cl構(gòu)成Boost電路1，實(shí)現(xiàn)升壓，直流電源對(duì)蓄電池充電；功率開關(guān)管S2無控制信號(hào)不導(dǎo)通，不工作。蓄電池對(duì)負(fù)載供電時(shí)，能量從右到左傳遞此時(shí)，開關(guān)Sll和S22同時(shí)閉合，蓄電池提供能源，負(fù)載耗能；高頻電感、功率開關(guān)管S2、二極管D2、和電容C2構(gòu)成Boost電路2，實(shí)現(xiàn)升壓，蓄電池對(duì)額定電壓較高的負(fù)載供電；功率開關(guān)管SI無控制信號(hào)不導(dǎo)通，不工作。蓄電池電壓本來就高于直流電源，再經(jīng)過Boost電路2的升壓，電壓比直流電源會(huì)電出很 多，二極管D3的存在，使得直流電源在這一過程中相當(dāng)于開路。此外，若負(fù)載為L(zhǎng)ED燈，Sll選用半導(dǎo)體功率開關(guān)管，通過控制Sll還可實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈的PWM調(diào)光。本實(shí)用新型一種雙向Boost變換器，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向能量的傳遞，而且兩個(gè)方向都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)直流電的升壓輸出，該設(shè)計(jì)所用元器件少，有效的降低了成本，且體積相對(duì)較小。以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種雙向Boost變換器,其特征在于該雙向Boost變換器包括第一電路、第二電路、第三電路和高頻電感，所述第一電路的1、2接線腳依次分別與第二電路的1、2接線腳相連；第二電路的3接線腳和高頻電感串聯(lián)后再與第三電路的I接線腳相連，第二電路的4接線腳與第三電路的2接線腳相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙向Boost變換器，其特征在于所述第一電路包括電容C2、負(fù)載、二極管D2和開關(guān)S11，所述電容C2和負(fù)載并聯(lián)后的一端依次與二極管D2和開關(guān)Sll串聯(lián)，開關(guān)Sll的另一端為第一電路的I接線腳，電容C2和負(fù)載并聯(lián)后的另一端為第一電路的2接線腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙向Boost變換器，其特征在于所述第二電路包括二極管D3、直流電源和半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2，所述二極管D3的一端與直流電源的一端連接，二極管D3的另一端與半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2的一端連接，二極管D3與半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2的連接點(diǎn)為第二電路的1、3接線腳；直流電源的另一端與半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2的另一端連接，直流電源與半導(dǎo)體功率開關(guān)管S2的連接點(diǎn)為第二電路的2、4接線腳。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙向Boost變換器，其特征在于所述第三電路包括電容Cl、蓄電池、二極管D1、半導(dǎo)體功率開關(guān)管SI和開關(guān)S22，所述電容Cl與蓄電池并聯(lián)后的一個(gè)連接點(diǎn)與二極管Dl的一端連接，二極管Dl的另一端與半導(dǎo)體功率開關(guān)管SI的一端連接，連接點(diǎn)為第三電路的I接線腳；電容Cl與蓄電池并聯(lián)后的另一個(gè)連接點(diǎn)與半導(dǎo)體功率開關(guān)管SI的另一端連接，連接點(diǎn)為第三電路的2接線腳；二極管Dl的兩端還并聯(lián)有開關(guān)S22。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、4所述的一種雙向Boost變換器，其特征在于所述開關(guān)Sll和開關(guān)S22是半導(dǎo)體功率開關(guān)管、繼電器等可控電子開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙向Boost變換器，其特征在于所述直流電源為太陽(yáng)能電池。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙向Boost變換器，該雙向Boost變換器包括第一電路、第二電路、第三電路和高頻電感，所述第一電路的1、2接線腳依次分別與第二電路的1、2接線腳相連；第二電路的3接線腳和高頻電感串聯(lián)后再與第三電路的1接線腳相連，第二電路的4接線腳與第三電路的2接線腳相連。通過上述方式，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)雙向能量的傳遞，而且兩個(gè)方向都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)直流電的升壓輸出，該設(shè)計(jì)所用元器件少，有效的降低了生產(chǎn)成本，且體積較小。
文檔編號(hào)H02M3/155GK202713147SQ20122026717
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者張波, 汪義旺, 朱臻 申請(qǐng)人:蘇州市職業(yè)大學(xué)