本發(fā)明涉及變電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種AC-DC變換電路及變換電源。

背景技術(shù)：

為了應(yīng)對資源短缺和環(huán)境污染對電力系統(tǒng)發(fā)展提出的嚴峻挑戰(zhàn)，智能電網(wǎng)技術(shù)得到了各國電力行業(yè)的廣泛關(guān)注。與此同時，電動汽車作為一種綠色交通工具已成為汽車工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。總體來說，大規(guī)模電動汽車接入電網(wǎng)，一方面從負荷增長、系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面給電力系統(tǒng)帶來了挑戰(zhàn)；另一方面，從電能消費占終端能源消費比重、提高電網(wǎng)設(shè)備利用率等方面給電力系統(tǒng)帶來了新的機遇。除具有負荷特性外，電動汽車可以作為分布式儲能裝置為電力系統(tǒng)提供服務(wù)，從而提高發(fā)電效率，提高電力傳輸?shù)目煽啃裕岣呖稍偕茉窗l(fā)電接入能力，這就是近年來得到廣泛關(guān)注的V2G(vehicle-to-grid)的概念。作為電動汽車與電網(wǎng)能量交互的接口，充放電機是實現(xiàn)移動儲能功能的基礎(chǔ)，其可靠性、安全性、經(jīng)濟性，以及效率、重量、體積、諧波等諸多因素都影響良好互動的實現(xiàn)?，F(xiàn)有AC-DC雙向變換技術(shù)都有輸入輸出比及電壓范圍的限制，難以實現(xiàn)覆蓋DC全范圍。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有直流變電技術(shù)的缺陷，實現(xiàn)AC-DC雙向可逆，提供一種AC-DC變換電路。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種AC-DC變換電路，該變換電路外接正母線、負母線，包括控制單元、開關(guān)管單元、單向?qū)▎卧㈦姼?、電容；所述開關(guān)管單元包括串接在正母線、負母線之間的第一IGBT、第二IGBT；所述單向?qū)▎卧ù釉谡妇€、負母線之間的第一二極管、第二二極管；所述第一IGBT與第二IGBT的連接點和所述第一二極管與第二二極管的連接點 相連；所述連接點通過電感連接至DC正壓端；所述電容連接所述負母線與DC正壓端之間；所述控制單元用于輸出信號控制第一IGBT、第二IGBT的導(dǎo)通、關(guān)斷。

一些實施例中，所述第一IGBT與第二IGBT的連接點為所述第一IGBT的漏極與第二IGBT的源極連接處；所述第一IGBT的柵極與所述控制單元連接，所述第一IGBT的源極與正母線連接；所述第二IGBT的柵極與所述控制單元連接，所述第二IGBT的漏極與正母線連接。

一些實施例中，所述控制單元為DSP；所述DSP輸出信號控制與其連接的開關(guān)管單元的導(dǎo)通、關(guān)斷。

一些實施例中，所述DSP的輸出信號為PWM信號，通過調(diào)節(jié)外接開關(guān)管單元的PWM占空比實現(xiàn)輸出電壓的可調(diào)節(jié)性。

一些實施例中，所述第一二極管與第二二極管的連接點為所述第一二極管的陽極與第二二極管的陰極的連接處，所述第一二極管的陰極與正母線連接，所述第二二極管的陽極與負母線連接。

本發(fā)明還提供一種AC-DC變換電源，包括如所述的AC-DC變換電路；所述正母線與負母線之間并聯(lián)六組開關(guān)管單元，所述開關(guān)管單元均由兩個IGBT串聯(lián)構(gòu)成。

一些實施例中，所述正母線與負母線之間還串接有電容。

本發(fā)明的有益效果在于：通過增加一級具有雙向變換功能的DC-DC單元，實現(xiàn)覆蓋DC全電壓范圍，即DC+電壓可實現(xiàn)從0V至母線電壓全范圍。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例AC-DC變換電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例AC-DC變換電源的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明提供一種AC-DC變換電路，該變換電路外接正母線(直流母線 的正極端)、負母線(直流母線的負極端)，包括控制單元、開關(guān)管單元、單向?qū)▎卧?、電感、電容?/p>

其中，所述開關(guān)管單元包括串接在正母線、負母線之間的第一IGBT、第二IGBT；所述單向?qū)▎卧ù釉谡妇€、負母線之間的第一二極管、第二二極管。

所述第一IGBT與第二IGBT的連接點和所述第一二極管與第二二極管的連接點相連；所述連接點通過電感連接至DC正壓端；所述電容連接所述負母線與DC正壓端之間。

所述控制單元用于輸出信號控制第一IGBT、第二IGBT的導(dǎo)通、關(guān)斷。

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明一種AC-DC變換電路，該變換電路外接正母線、負母線，包括控制單元1、開關(guān)管單元2、單向?qū)▎卧?、電感L、電容C。

所述開關(guān)管單元2包括第一IGBT21、第二IGBT22；所述第一IGBT21、第二IGBT22串接在正母線、負母線之間，用于導(dǎo)通、關(guān)閉以形成預(yù)定電壓輸出。

所述單向?qū)▎卧?包括第一二極管D1、第二二極管D2；所述第一二極管D1、第二二極管D2串接在正母線、負母線之間。

所述第一IGBT21與第二IGBT22的連接點和所述第一二極管D1與第二二極管D2的連接點相連；所述連接點通過電感L連接至DC正壓端；所述電容C連接所述負母線與DC正壓端之間。

所述控制單元1用于輸出信號控制第一IGBT21、第二IGBT22的導(dǎo)通、關(guān)斷。

具體地，所述第一IGBT21與第二IGBT22的連接點為所述第一IGBT21的漏極與第二IGBT22的源極連接處；所述第一IGBT21的柵極與所述控制單元1連接，所述第一IGBT21的源極與正母線連接；所述第二IGBT22的柵極與所述控制單元1連接，所述第二IGBT22的漏極與正母線連接。

在優(yōu)選方案中，所述控制單元1為DSP(digital signal processor，數(shù)字信號處理器)，也可以為FPGA(Field－Programmable Gate Array，現(xiàn)場可 編程門陣列)。

所述DSP輸出信號控制與其連接的開關(guān)管單元的導(dǎo)通、關(guān)斷。其中，所述DSP的輸出信號為PWM信號，通過調(diào)節(jié)外接開關(guān)管單元的PWM(Pulse-Width Modulation，脈寬調(diào)制)占空比實現(xiàn)輸出電壓的可調(diào)節(jié)性。

所述第一二極管D1與第二二極管D2的連接點為所述第一二極管D1的陽極與第二二極管D2的陰極的連接處，所述第一二極管D1的陰極與正母線連接，所述第二二極管D2的陽極與負母線連接。

本發(fā)明實施例還提供AC-DC變換電源，該變換電源采用AC-DC變換電路。

該變換電路外接正母線(直流母線的正極端)、負母線(直流母線的負極端)，包括控制單元、開關(guān)管單元、單向?qū)▎卧㈦姼?、電容?/p>

所述開關(guān)管單元包括串接在正母線、負母線之間的第一IGBT、第二IGBT；所述單向?qū)▎卧ù釉谡妇€、負母線之間的第一二極管、第二二極管。

所述第一IGBT與第二IGBT的連接點和所述第一二極管與第二二極管的連接點相連；所述連接點通過電感連接至DC正壓端；所述電容連接所述負母線與DC正壓端之間；所述控制單元用于輸出信號控制第一IGBT、第二IGBT的導(dǎo)通、關(guān)斷。

實施例2

如圖2所示，本發(fā)明一種AC-DC變換電源，該AC-DC變換電源包括AC-DC雙向變換和DC-DC雙向變換。

和DC-DC雙向變換電路外接正母線、負母線，包括控制單元1、開關(guān)管單元2、單向?qū)▎卧?、電感L、電容C。

所述開關(guān)管單元2包括第一IGBT21、第二IGBT22；所述第一IGBT21、第二IGBT22串接在正母線、負母線之間，用于導(dǎo)通、關(guān)閉以形成預(yù)定電壓輸出。

所述單向?qū)▎卧?包括第一二極管D1、第二二極管D2；所述第一二極管D1、第二二極管D2串接在正母線、負母線之間。

所述第一IGBT21與第二IGBT22的連接點和所述第一二極管D1與第二二極管D2的連接點相連；所述連接點通過電感L連接至DC正壓端；所述電容C連接所述負母線與DC正壓端之間。

所述控制單元1用于輸出信號控制第一IGBT21、第二IGBT22的導(dǎo)通、關(guān)斷。

具體地，所述第一IGBT21與第二IGBT22的連接點為所述第一IGBT21的漏極與第二IGBT22的源極連接處；所述第一IGBT21的柵極與所述控制單元1連接，所述第一IGBT21的源極與正母線連接；所述第二IGBT22的柵極與所述控制單元1連接，所述第二IGBT22的漏極與正母線連接。

從母線至輸出(DC+)：第一IGBT 21高頻開關(guān)，與第二二極管D2、電感L及電容C形成DC-DC降壓線路；從輸出(DC+)至母線：第二IGBT22高頻開關(guān)，與L及第一二極管D1形成DC-DC升壓線路。

在優(yōu)選方案中，所述控制單元1為DSP(digital signal processor，數(shù)字信號處理器)，也可以為FPGA(Field－Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)。

所述DSP輸出信號控制與其連接的開關(guān)管單元的導(dǎo)通、關(guān)斷。其中，所述DSP的輸出信號為PWM信號，通過調(diào)節(jié)外接開關(guān)管單元的PWM占空比實現(xiàn)輸出電壓的可調(diào)節(jié)性。

所述第一二極管D1與第二二極管D2的連接點為所述第一二極管D1的陽極與第二二極管D2的陰極的連接處，所述第一二極管D1的陰極與正母線連接，所述第二二極管D2的陽極與負母線連接。

其中，AC-DC雙向變換經(jīng)初級變換后分為a1、a2，b1、b2，c1、c2。

所述正母線與負母線之間并聯(lián)六組開關(guān)管單元，所述開關(guān)管單元均由兩個IGBT串聯(lián)構(gòu)成。

兩個IGBT包括正IGBT和負IGBT，正IGBT和負IGBT的柵極與控制單元連接，所述正IGBT的源極與正母線連接；所述負IGBT的漏極與正母線連接。

a1、a2，b1、b2，c1、c2分別位于正IGBT的漏極與負IGBT的源極連接處。

該正母線與負母線之間還串接有電容。

本發(fā)明AC-DC變換電源包括兩組雙向變換電路組合而成，能夠?qū)崿F(xiàn)AC/DC雙向全電壓范圍，即通過增加一級具有雙向變換功能的DC-DC單元，實現(xiàn)覆蓋DC全電壓范圍，DC+電壓可實現(xiàn)從0V至母線電壓全范圍。

以上所述本發(fā)明的具體實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所作出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。