本發(fā)明涉及直流變壓器領(lǐng)域，具體是一種無直通問題的直流變壓器。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的直流變壓器為實(shí)現(xiàn)電能傳輸，原邊側(cè)需通過逆變器產(chǎn)生高頻交流信號(hào)，全橋拓?fù)涫悄壳白畛Ｓ玫哪孀兤魍負(fù)?，?dāng)其橋臂功率管以0.5占空比互補(bǔ)導(dǎo)通時(shí)，變壓器能夠?qū)崿F(xiàn)最大直流母線電壓利用率，然而全橋拓?fù)浯嬖跇虮壑蓖▎栴}，需要加入死區(qū)，導(dǎo)致電壓利用率降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種無直通問題的直流變壓器，以解決現(xiàn)有技術(shù)直流變壓器原邊側(cè)全橋拓?fù)浯嬖谥蓖ǖ膯栴}。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

無直通問題的直流變壓器，其特征在于：包括變壓器T，所述變壓器T具有兩組原邊繞組L_p1、L_p2，以及一組副邊繞組，變壓器T的兩組原邊繞組L_p1、L_p2緊密耦合且匝數(shù)相同；在變壓器T的原邊側(cè)設(shè)有二極管D_o1、D_o2、D_o3、D_o4，其中二極管D_o1的陽極與一個(gè)開關(guān)S_o2的一端連接，二極管D_o2的陰極與一個(gè)開關(guān)S_o1的一端連接，二極管D_o3的陽極與一個(gè)開關(guān)S_o4的一端連接，二極管D_o4的陰極與一個(gè)開關(guān)S_o3的一端連接，開關(guān)S_o1的另一端、二極管D_o1的陰極、開關(guān)S_o3的另一端、二極管D_o3的陰極共接后作為一個(gè)輸入端，二極管D_o2的陽極、開關(guān)S_o2的另一端、二極管D_o4的陽極、開關(guān)S_o4的另一端共接后作為另一個(gè)輸入端，兩輸入端之間接入電源U_DC，開關(guān)S_o1與二極管D_o2的陰極之間通過電感L_s11與原邊第一組繞組L_p1的一端連接，開關(guān)S_o4與二極管D_o3的陽極之間通過電感L_s12與原邊第一組繞組L_p1的另一端連接，開關(guān)S_o2與二極管D_o1的陽極之間通過電感L_s21與原邊第二組繞組L_p2的一端連接，開關(guān)S_o3與二極管D_o4的陰極之間通過電感L_s22與原邊第二組繞組L_p2的另一端連接；在變壓器T的副邊側(cè)設(shè)有二極管D_i1、D_i2、D_i3、D_i4，以及開關(guān)S_i1、S_i2、S_i3、S_i4，其中二極管D_i1的陽極與D_i2的陰極連接，二極管D_i3的陽極與D_i4的陰極連接，開關(guān)S_i1的一端與開關(guān)S_i2的一端連接，開關(guān)S_i3的一端與開關(guān)S_i4的一端連接，開關(guān)S_i1的另一端、二極管D_i1的陰極、開關(guān)S_i3的另一端、二極管D_i3的陰極共接后作為一個(gè)輸出端，開關(guān)S_i2的另一端、二極管D_i2的陽極、開關(guān)S_i4的另一端、二極管D_i4的陽極共接后作為另一個(gè)輸出端，開關(guān)S_i1與開關(guān)S_i2之間、二極管D_i1的陽極與D_i2的陰極之間分別接入副邊繞組一端，開關(guān)S_i3與開關(guān)S_i4之間、二極管D_i3的陽極與D_i4的陰極之間分別接入副邊繞組另一端。

所述的無直通問題的直流變壓器，其特征在于：由二極管D_o1、D_o2、D_o3、D_o4，開關(guān)S_o1、S_o2、S_o3、S_o4，以及電感L_s11與電感L_s12、原邊繞組L_p1、L_p2構(gòu)成雙繞組耦合型雙Buck/雙Boost全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的原邊側(cè)。

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)原邊側(cè)高頻逆變器采用全橋拓?fù)洌嬖谥蓖▎栴}的情況，提出一種無直通問題的新型直流變壓器，直流變壓器的原邊側(cè)高頻逆變器電路采用新型雙繞組耦合型雙Buck/雙Boost全橋拓?fù)?，通過無連接點(diǎn)雙繞組耦合的方式，將變壓器漏感等效成為傳統(tǒng)雙Buck/雙Boost全橋拓?fù)涞姆乐蓖姼?，和傳統(tǒng)全橋拓?fù)湎啾?，無需在電路中增加額外的元器件，且消除了死區(qū)、提高直流電壓利用率的同時(shí)減小了系統(tǒng)體積。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

1、避免了傳統(tǒng)橋式拓?fù)渲蓖▎栴}，無需在互補(bǔ)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)中加入死區(qū)，提高了直流電壓利用率。

2、通過變壓器原邊繞組的雙繞組耦合，充分利用變壓器漏感，無需在電路中增加額外的元器件，比傳統(tǒng)雙Buck/雙Boost拓?fù)潆娐犯鼮楹唵巍?/p>

附圖說明

圖1為本發(fā)明直流變壓器電路圖。

圖2為三種高頻逆變拓?fù)鋱D，其中：

圖2（a）為本發(fā)明拓?fù)鋱D，圖2（b）為傳統(tǒng)雙Buck/雙Boost全橋拓?fù)鋱D，圖2（c）為傳統(tǒng)全橋拓?fù)鋱D。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，無直通問題的直流變壓器，包括變壓器T，所述變壓器T具有兩組原邊繞組L_p1、L_p2，以及一組副邊繞組，變壓器T的兩組原邊繞組L_p1、L_p2緊密耦合且匝數(shù)相同；在變壓器T的原邊側(cè)設(shè)有二極管D_o1、D_o2、D_o3、D_o4，其中二極管D_o1的陽極與一個(gè)開關(guān)S_o2的一端連接，二極管D_o2的陰極與一個(gè)開關(guān)S_o1的一端連接，二極管D_o3的陽極與一個(gè)開關(guān)S_o4的一端連接，二極管D_o4的陰極與一個(gè)開關(guān)S_o3的一端連接，開關(guān)S_o1的另一端、二極管D_o1的陰極、開關(guān)S_o3的另一端、二極管D_o3的陰極共接后作為一個(gè)輸入端，二極管D_o2的陽極、開關(guān)S_o2的另一端、二極管D_o4的陽極、開關(guān)S_o4的另一端共接后作為另一個(gè)輸入端，兩輸入端之間接入電源U_DC，開關(guān)S_o1與二極管D_o2的陰極之間通過電感L_s11與原邊第一組繞組L_p1的一端連接，開關(guān)S_o4與二極管D_o3的陽極之間通過電感L_s12與原邊第一組繞組L_p1的另一端連接，開關(guān)S_o2與二極管D_o1的陽極之間通過電感L_s21與原邊第二組繞組L_p2的一端連接，開關(guān)S_o3與二極管D_o4的陰極之間通過電感L_s22與原邊第二組繞組L_p2的另一端連接；在變壓器T的副邊側(cè)設(shè)有二極管D_i1、D_i2、D_i3、D_i4，以及開關(guān)S_i1、S_i2、S_i3、S_i4，其中二極管D_i1的陽極與D_i2的陰極連接，二極管D_i3的陽極與D_i4的陰極連接，開關(guān)S_i1的一端與開關(guān)S_i2的一端連接，開關(guān)S_i3的一端與開關(guān)S_i4的一端連接，開關(guān)S_i1的另一端、二極管D_i1的陰極、開關(guān)S_i3的另一端、二極管D_i3的陰極共接后作為一個(gè)輸出端，開關(guān)S_i2的另一端、二極管D_i2的陽極、開關(guān)S_i4的另一端、二極管D_i4的陽極共接后作為另一個(gè)輸出端，開關(guān)S_i1與開關(guān)S_i2之間、二極管D_i1的陽極與D_i2的陰極之間分別接入副邊繞組一端，開關(guān)S_i3與開關(guān)S_i4之間、二極管D_i3的陽極與D_i4的陰極之間分別接入副邊繞組另一端。

由二極管D_o1、D_o2、D_o3、D_o4，開關(guān)S_o1、S_o2、S_o3、S_o4，以及電感L_s11與電感L_s12、原邊繞組L_p1、L_p2構(gòu)成雙繞組耦合型雙Buck/雙Boost全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的原邊側(cè)。

對(duì)于圖1，變壓器T的原邊部分通過無連接點(diǎn)雙繞組耦合的方式，將變壓器漏感等效成為傳統(tǒng)雙Buck/雙Boost全橋拓?fù)涞姆乐蓖姼?，消除了死區(qū)，并實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)。當(dāng)繞組對(duì)稱時(shí)，可將漏感看作對(duì)稱分布，即L_s11和L_s12之和為原邊繞組L_p1的漏感L_s1，L_s21和L_s22之和為原邊繞組L_p2的漏感L_s2。

對(duì)于圖2，在圖2(a)中，原邊繞組L_p1和原邊繞組L_p2緊密耦合，匝數(shù)相同，故A₁和A₂可近似看作等電位點(diǎn)，與圖2(b)中的A點(diǎn)等效，同理，圖2(a)中的B₁和B₂點(diǎn)與圖2(b)中的B點(diǎn)等效，故在理想情況下，雙繞組耦合型雙Buck/雙Boost全橋拓?fù)淇膳c傳統(tǒng)雙Buck/雙Boost全橋拓?fù)涞刃Х治?，然而變壓器漏感無法等效為傳統(tǒng)雙Buck/雙Boost全橋拓?fù)涞姆乐蓖姼?，需要額外增加電感器件。對(duì)于圖2(b)，當(dāng)S_o1或D_o2導(dǎo)通時(shí)，可將E₁點(diǎn)定義為橋臂輸出點(diǎn)，當(dāng)S_o2或D_o1導(dǎo)通時(shí)，可將E₂點(diǎn)定義為橋臂輸出點(diǎn)，故E₁和E₂點(diǎn)與圖2(c)中的E點(diǎn)等效，同理圖2(b)中F₁和F₂點(diǎn)與圖2(c)中的F點(diǎn)等效，即雙Buck/雙Boost拓?fù)錁虮圯敵鳇c(diǎn)的定義與傳統(tǒng)全橋拓?fù)涞臉虮圯敵鳇c(diǎn)相同?？梢钥闯?，三種拓?fù)湓谙嗤?qū)動(dòng)信號(hào)和參數(shù)的情況下，在變壓器二次側(cè)感應(yīng)出的電壓完全相同，且拓?fù)渚軐?shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，其中雙繞組耦合型雙Buck/雙Boost全橋拓?fù)洳粌H可以避免直通導(dǎo)致的直流電壓利用率降低，也不存在外加電感導(dǎo)致的系統(tǒng)體積成本的增加和效率降低的問題，適用于車外高頻逆變-整流環(huán)節(jié)。