本技術(shù)涉及電力電子，特別是涉及一種雙輸入雙模式直流-直流變換器。

背景技術(shù)：

1、將燃料電池等新能源與傳統(tǒng)蓄電池結(jié)合使用是一種常見的應用方式。當燃料電池等新能源具備時，優(yōu)先由新能源供電；否則由傳統(tǒng)蓄電池供電。這樣既保證了新能源被充分利用，又保證了系統(tǒng)輸出的穩(wěn)定性。這就產(chǎn)生了雙直流輸入的直流-直流變換器的需求。

2、當燃料電池產(chǎn)生的電壓與傳統(tǒng)蓄電池電壓相近時，可以采用切換開關，讓兩個直流輸入按需要切入一個直流-直流變換器中。這樣僅需要一個直流-直流變換器和一個切換開關，電路結(jié)構(gòu)簡單，功率密度高。

3、但當燃料電池產(chǎn)生的電壓與傳統(tǒng)蓄電池電壓范圍相差較大，用一個直流-直流變換器無法滿足雙輸入的變換需求時，則需要更復雜的方案了。這種雙直流輸入的直流-直流變換器拓撲通常有兩種解決方案。一種方案是燃料電池和蓄電池各接一個互相獨立的直流-直流變換器，兩個直流-直流變換器的輸出電壓uo接在一起，這種方法優(yōu)點是兩種直流輸入電源的利用效率都比較高，但缺點是器件多裝置復雜、功率密度低。另一種方案是將燃料電池產(chǎn)生的電壓經(jīng)前級直流-直流變換器轉(zhuǎn)換成蓄電池電壓，再由蓄電池經(jīng)后級直流-直流變換器轉(zhuǎn)換成輸出電壓uo，這種方法因為前級直流-直流變換器通?？梢允欠歉綦x型的，功率密度會高于前一種方案，但缺點是燃料電池的輸出功率經(jīng)過了兩級直流-直流變換器，效率下降了。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實用新型提供的一種雙輸入雙模式直流-直流變換器解決了現(xiàn)有直流-直流變換器在兩個直流輸入電壓相差較大時，存在變換器結(jié)構(gòu)較復雜、功率密度低以及效率下降的問題。

2、為了達到上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：一種雙輸入雙模式直流-直流變換器，包括輸入直流電壓源dc1、輸入直流電壓源dc2、開關管s1、開關管s2、開關管s3、開關管s4、開關管s5、變壓器tx1和輸入電感l(wèi)1，所述變壓器tx1原邊繞組的上端分別與開關管s3的發(fā)射極和開關管s4的集電極連接，所述變壓器tx1原邊繞組的中間抽頭與開關管s5的發(fā)射極連接，所述變壓器tx1原邊繞組的下端分別與開關管s1的發(fā)射極和開關管s2的集電極連接，所述開關管s1的集電極和開關管s3的集電極均與輸入直流電壓源dc1的正極連接，所述開關管s2的發(fā)射極和開關管s4的發(fā)射極均與輸入電感l(wèi)1的一端連接，所述開關管s5的集電極與輸入直流電壓源dc2的正極連接，所述輸入直流電壓源dc2的負極、輸入直流電壓源dc1的負極和輸入電感l(wèi)1的另一端均接地，所述變壓器tx1副邊繞組的上端分別與二極管d1的陽極和二極管d2的陰極連接，所述變壓器tx1副邊繞組的下端分別與二極管d3的陽極和二極管d4的陰極連接，所述二極管d1的陰極和二極管d3的陰極均與輸出電容co的正極連接，所述二極管d2的陽極、二極管d4的陽極和輸出電容co的負極均接地，所述輸出電容co的正極與負載電阻ro的一端連接，所述負載電阻ro的另一端接地。

3、上述方案的有益效果是：本實用新型利用一個電路實現(xiàn)了雙輸入電源的電壓變換，功率器件被重復利用，電路密度得到提升，適用于兩種不同電壓等級的直流輸入源應用的直流-直流變換器場合，解決了現(xiàn)有直流-直流變換器在兩個直流輸入電壓相差較大時，存在變換器結(jié)構(gòu)較復雜、功率密度低以及效率下降的問題。

4、進一步地，輸入直流電壓源dc1通過光伏面板、燃料電池或蓄電池提供。

5、上述進一步方案的有益效果是：通過上述技術(shù)方案，可利用光伏面板、燃料電池或蓄電池提供輸入直流電壓源dc1。

6、進一步地，輸入直流電壓源dc2通過光伏面板、燃料電池或蓄電池提供。

7、上述進一步方案的有益效果是：通過上述技術(shù)方案，可利用光伏面板、燃料電池或蓄電池提供輸入直流電壓源dc2。

8、進一步地，變壓器tx1原邊繞組的上端匝數(shù)和下端匝數(shù)相同。

9、上述進一步方案的有益效果是：通過上述技術(shù)方案，對變壓器tx1原邊繞組上下端設置相同的匝數(shù)，利于本方案的整體實施。

技術(shù)特征：

1.一種雙輸入雙模式直流-直流變換器，其特征在于，包括輸入直流電壓源dc1、輸入直流電壓源dc2、開關管s1、開關管s2、開關管s3、開關管s4、開關管s5、變壓器tx1和輸入電感l(wèi)1，所述變壓器tx1原邊繞組的上端分別與開關管s3的發(fā)射極和開關管s4的集電極連接，所述變壓器tx1原邊繞組的中間抽頭與開關管s5的發(fā)射極連接，所述變壓器tx1原邊繞組的下端分別與開關管s1的發(fā)射極和開關管s2的集電極連接，所述開關管s1的集電極和開關管s3的集電極均與輸入直流電壓源dc1的正極連接，所述開關管s2的發(fā)射極和開關管s4的發(fā)射極均與輸入電感l(wèi)1的一端連接，所述開關管s5的集電極與輸入直流電壓源dc2的正極連接，所述輸入直流電壓源dc2的負極、輸入直流電壓源dc1的負極和輸入電感l(wèi)1的另一端均接地，所述變壓器tx1副邊繞組的上端分別與二極管d1的陽極和二極管d2的陰極連接，所述變壓器tx1副邊繞組的下端分別與二極管d3的陽極和二極管d4的陰極連接，所述二極管d1的陰極和二極管d3的陰極均與輸出電容co的正極連接，所述二極管d2的陽極、二極管d4的陽極和輸出電容co的負極均接地，所述輸出電容co的正極與負載電阻ro的一端連接，所述負載電阻ro的另一端接地。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙輸入雙模式直流-直流變換器，其特征在于，所述輸入直流電壓源dc1通過光伏面板、燃料電池或蓄電池提供。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙輸入雙模式直流-直流變換器，其特征在于，所述輸入直流電壓源dc2通過光伏面板、燃料電池或蓄電池提供。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙輸入雙模式直流-直流變換器，其特征在于，所述變壓器tx1原邊繞組的上端匝數(shù)和下端匝數(shù)相同。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種雙輸入雙模式直流?直流變換器，涉及電力電子技術(shù)領域，包括輸入直流電壓源DC1、輸入直流電壓源DC2、開關管S1、開關管S2、開關管S3、開關管S4、開關管S5、變壓器TX1、輸入電感L1、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、輸出電容Co和負載電阻Ro。本技術(shù)解決了現(xiàn)有直流?直流變換器在兩個直流輸入電壓相差較大時，存在變換器結(jié)構(gòu)較復雜、功率密度低以及效率下降的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：袁啟維
受保護的技術(shù)使用者：西北工業(yè)大學
技術(shù)研發(fā)日：20240428
技術(shù)公布日：2024/12/19