本技術(shù)屬于電力電子變換器領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于電容隔離的雙向有源橋變換器。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的基于變壓器隔離的雙向有源橋變換器(dab)經(jīng)常被使用在電動(dòng)汽車的車載充電器中。因?yàn)樗母哳l變壓器具有隔離電網(wǎng)和電動(dòng)汽車的功能，且它有很寬的輸出電壓范圍。導(dǎo)致它常被當(dāng)作第二階dc-dc變換器連接在車載充電器的pfc變換器的后面，來(lái)滿足電動(dòng)汽車電池的寬范圍充電電壓要求。但是其高頻變壓器容易因?yàn)橹绷髌诺仍驅(qū)е伦儔浩鲹p耗升高而導(dǎo)致整體的效率下降。為了解決這個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明覺得使用兩個(gè)電容代替變壓器。將變壓器隔離變成電容隔離，保留了變換器雙向功率流動(dòng)的能力。且電容沒(méi)有磁芯，所以電容沒(méi)有直流偏磁問(wèn)題和磁芯損耗。和傳統(tǒng)的基于變壓器隔離的雙向有源橋變換器相比，基于電容隔離的雙向有源橋變換器具有更高的效率。因?yàn)殡娙菽芰棵芏雀哂诖判荆曰陔娙莞綦x的雙向有源橋變換器具有更高的效率具有更高的功率密度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于電容隔離的雙向有源橋變換器，將傳統(tǒng)基于變壓器隔離的雙向有源橋變換器的變壓器替換成了兩個(gè)電容。從而將變壓器隔離變成了電容隔離。電容隔離可以實(shí)現(xiàn)和變壓器隔離一樣的功能，同時(shí)保留了變換器的基本功能。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的一種基于電容隔離的雙向有源橋變換器是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、一種基于電容隔離的雙向有源橋變換器，包括左側(cè)全橋、右側(cè)全橋、兩個(gè)隔離電容、兩個(gè)直流母線電容和一個(gè)電感組成。當(dāng)功率從左向右傳輸時(shí)，左側(cè)全橋當(dāng)作逆變器工作，右邊的全橋當(dāng)作整流器工作。控制電感左側(cè)的交流電壓超前右側(cè)的電壓一定的相位就可以將功率從左邊的輸入側(cè)傳輸?shù)接疫叺妮敵鰝?cè)。當(dāng)功率從右向左傳輸時(shí)，右側(cè)全橋當(dāng)作逆變器工作，左邊的全橋當(dāng)作整流器工作。控制電感右側(cè)的交流電壓超前左側(cè)的電壓一定的相位就可以將功率從右邊的輸入側(cè)傳輸?shù)阶筮叺妮敵鰝?cè)。在變換器工作過(guò)程中高頻交流可以不受阻礙的流過(guò)隔離電容。當(dāng)變換器的左側(cè)或者右側(cè)的開關(guān)管發(fā)生故障時(shí)，高頻交流不在形成，非高頻交流無(wú)法通過(guò)隔離電容傳輸，此時(shí)隔離電容取到和變壓器一樣的隔離的作用。其中電感和隔離電容的位置可以隨意調(diào)換，不影響變換器的基本功能。

4、本實(shí)用新型基于電容隔離的雙向有源橋變換器具有八種不同電路結(jié)構(gòu)，包括i型電路、ii型電路、iii型電路、iv型電路、v型電路、vi型電路、vii型電路、viii型電路，這些電路均由左側(cè)全橋、右側(cè)全橋、兩個(gè)隔離電容、兩個(gè)直流母線電容和一個(gè)電感組成。

5、本實(shí)用新型得到以下有益效果：

6、通過(guò)采用電容隔離結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了高頻交流信號(hào)在隔離電容間自由傳輸，有效提高了能量轉(zhuǎn)換的效率，降低了能量損耗。該雙向有源橋變換器適用于多種功率轉(zhuǎn)換場(chǎng)景，具有廣泛的應(yīng)用前景，能夠滿足不同領(lǐng)域的能量傳輸需求。

技術(shù)特征：

1.一種基于電容隔離的雙向有源橋變換器，其特征在于：包括左側(cè)全橋、右側(cè)全橋、第一隔離電容c3、第二隔離電容c4、第一直流母線電容c1、第二直流母線電容c1、電感l(wèi)，左側(cè)全橋包括第一半橋、第二半橋，右側(cè)全橋包括第三半橋、第四半橋；第一半橋由第一開關(guān)管q1和第二開關(guān)管q2串聯(lián)組成，第二半橋由第三開關(guān)管q3和第四開關(guān)管q4串聯(lián)組成，第三半橋由第五開關(guān)管q5和第六開關(guān)管q6串聯(lián)組成，第四半橋由第七開關(guān)管q7和第八開關(guān)管q8串聯(lián)組成，第一直流母線電容c1與第一半橋并聯(lián)，形成第一端口，第二直流母線電容c2和第二半橋并聯(lián)，第二形成端口，第一端口和第二端口都可以當(dāng)作輸入或者輸出端口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電容隔離的雙向有源橋變換器，其特征在于：所述的基于電容隔離的雙向有源橋變換器具有八種不同電路結(jié)構(gòu)，包括i型電路、ii型電路、iii型電路、iv型電路、v型電路、vi型電路、vii型電路、viii型電路，這些電路均由左側(cè)全橋、右側(cè)全橋、第一隔離電容c3、第二隔離電容c4、第一直流母線電容c1、第二直流母線電容c1、電感l(wèi)組成，在i型電路中，電感l(wèi)和第一隔離電容c3串聯(lián)連接后接在第一半橋和第三半橋的中點(diǎn)，第二隔離電容c4接在第二半橋和第四半橋的中點(diǎn)；在ii型電路中，第一隔離電容c3和電感l(wèi)串聯(lián)連接后接在第一半橋和第三半橋的中點(diǎn)；第二隔離電容c4接在第二半橋和第四半橋的中點(diǎn)；在iii型電路中，電感l(wèi)和第一隔離電容c3串聯(lián)連接后接在第二半橋和第四半橋的中點(diǎn)，第一隔離電容c3接在第一半橋和第三半橋的中點(diǎn)；在iv型電路中，電感l(wèi)和第二隔離電容c4串聯(lián)連接后接在第二半橋和第四半橋的中點(diǎn)，第一隔離電容c3接在第一半橋和第三半橋的中點(diǎn)在v型電路中，電感l(wèi)和第一隔離電容c3串聯(lián)連接后接在第一半橋和第四半橋的中點(diǎn)，第二隔離電容c4接在第二半橋和第三半橋的中點(diǎn)；在vi型電路中，第一隔離電容c3和電感l(wèi)串聯(lián)連接后接在第一半橋和第四半橋的中點(diǎn)，第二隔離電容c4接在第二半橋和第三半橋的中點(diǎn)；在vii型電路中，電感l(wèi)和第二隔離電容c4串聯(lián)連接后接在第一半橋和第四半橋的中點(diǎn)，第一隔離電容c3接在第二半橋和第三半橋的中點(diǎn)；在viii型電路中，第二隔離電容c4和電感l(wèi)串聯(lián)連接后接在第一半橋和第四半橋的中點(diǎn)，第一隔離電容c3接在第二半橋和第三半橋的中點(diǎn)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種基于電容隔離的雙向有源橋變換器，該變換器包含兩個(gè)全橋、兩個(gè)直流母線電容、兩個(gè)隔離電容和一個(gè)電感。直流母線電容和全橋并聯(lián)，并形成輸入或者輸出端口。該變換器將傳統(tǒng)的基于變壓器隔離的雙向有源橋的變壓器換成了兩個(gè)隔離電容。保留了變換器的隔離和雙向功率流動(dòng)的功能。和變壓器相比，隔離電容只有導(dǎo)通損耗。因此，提出的基于電容隔離的雙向有源橋變換器效率比傳統(tǒng)的基于變壓器隔離的雙向有源橋的變換器高。且電容的能量密度遠(yuǎn)高于變壓器的能量密度。所以，提出的基于電容隔離的雙向有源橋變換器功率密度也會(huì)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的基于變壓器隔離的雙向有源橋的變壓器。

技術(shù)研發(fā)人員：邱觀群
受保護(hù)的技術(shù)使用者：邱觀群
技術(shù)研發(fā)日：20240325
技術(shù)公布日：2024/12/19