一种无源吸收的DC-DC电路的制作方法

一种无源吸收的dc
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dc电路
技术领域
1.本实用新型涉及一种新的dcdc电压转换电路，特别涉及一种无源吸收的dcdc电路。


背景技术：

2.蓄电池用于电力存储时，电池侧电压较低，接入电网运行时，必须通过dc
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dc变换器将直流储能模块与微电源并接在电力电子设备的直流母线侧，并通过此接口设备实现微电源及储能模块与电网的能量变换和控制。
3.众所周知无论是串联谐振还是并联谐振，全桥逆变还是半桥逆变，所用的开关器件大部分都是固态开关且是工作在硬关断状态下，其关断时间一般都比较短(大约在1μs以内)，电流变化率di/dt很大(数千安/μs)，很容易在开关两端因回路电感而产生过高的尖峰电压ldi/dt。电感与电容的谐振会对蓄电池侧的电压产生干扰，严重影响蓄电池的寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新的无源吸收的dc
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dc电路，该dcdc电路可以解决现有技术中的开关关断过程中产生的尖峰电压对输入端蓄电池寿命的影响。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种无源吸收的dc
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dc电路，包括无源吸收网络、全桥逆变模块、变压器t、整流模块、滤波模块，所述无源吸收网络的输入端连接至蓄电池；所述无源吸收网络的输出端分别连接至全桥逆变的输入端，所述全桥逆变的两个输出端分别连接至变压器t初级侧的两个输入端；所述变压器t次级侧经整流模块后连接滤波模块，在滤波模块引出输出端作为dc
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dc电路的输出端。
6.所述无源吸收网络包括二极管vdc、电容cc、电阻rs，二极管vdc的阳极连接至蓄电池的正极，二极管vdc的阴极经电容cc连接至蓄电池的负极；电阻rs并联在二极管vdc两端。
7.所述dc
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dc电路还包括回路引线电感lc，回路引线电感lc串接在蓄电池与无源吸收网络之间。
8.所述全桥逆变模块的输出端依次经过谐振电容cb、谐振电感lr连接变压器t的初级侧输入端。
9.所述滤波模块为lc滤波电路，包括电容c、电感l，电容c和电感l串接后形成的滤波电路后并联在整流模块的两个输出端两端。
10.所述二极管vdc为快恢复二极管。
11.所述电阻rs为无感电阻。
12.本实用新型的优点在于：电路简单，降低了生产成本，增加了经济效益；能够提高电路可靠性，增加dcdc输入侧的蓄电池的寿命；增加了无源吸收网络，可以减少或避免尖峰电压对电路的影响，提高系统的稳定性、安全性能，而且可以保护输入侧的蓄电池。
附图说明
13.下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
14.图1为本实用新型的电路结构原理图。
具体实施方式
15.下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
16.本技术针对现有技术的缺陷，提供一种新的具有无源吸收网络的dc
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dc电路，可以有效避免现有技术中会出现的尖峰电压，提高电路的稳定性，可以适用于蓄电池储能以及直流电网等存储使用，具体电路结构如图1所示：
17.如图1所示，一种无源吸收的dc
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dc电路，包括无源吸收网络、全桥逆变模块、变压器t、整流模块、滤波模块，无源吸收网络的输入端连接至蓄电池；无源吸收网络的输出端分别连接至全桥逆变的输入端，全桥逆变的两个输出端分别连接至变压器t初级侧的两个输入端；变压器t次级侧经整流模块后连接滤波模块，在滤波模块引出输出端作为dc
‑
dc电路的输出端。
18.无源吸收网络用于吸收峰值电压，减少开关关断启动过程中产生的峰值电压对电源的冲击，从而保护蓄电池，无源吸收网络包括二极管vdc、电容cc、电阻rs，二极管vdc的阳极连接至蓄电池的正极，二极管vdc的阴极经电容cc连接至蓄电池的负极；电阻rs并联在二极管vdc两端。为了使得无源吸收网络更加可靠、有效地工作，二极管vdc为快恢复二极管。电阻rs为无感电阻。
19.dc
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dc电路还包括回路引线电感lc，回路引线电感lc串接在蓄电池与无源吸收网络之间。用于将蓄电池的正极经lc引入连接至vdc的阳极。
20.全桥逆变电路由四个桥臂v1、v2、v3、v4组成，全桥逆变模块的输出端依次经过谐振电容cb、谐振电感lr连接变压器t的初级侧输入端。滤波模块为lc滤波电路，包括电容c、电感l，电容c和电感l串接后形成的滤波电路后并联在整流模块的两个输出端两端。
21.其工作原理为：蓄电池uin的电压经过无源吸收网络连接至全桥逆变将电压变换为交流，然后经过谐振cb、lr后经变压器t转换后在次级侧整流成直流后经过滤波后在c两端引出输出端子，完成dcdc的转换，其中在控制全桥逆变中的开关管关断、闭合时，产生的峰值电压被吸收网络进行处理吸收，减少对蓄电池的冲击，保证了系统的安全可靠工作。
22.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有蓄电池与dc
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dc变换器直接相连接，由于dc
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dc变换器在开关关断过程中会产生尖峰电压，提供一种全新的无源吸收方案。所述的无源吸收的dc
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dc电路为蓄电池uin通过回路引线电感lc与开关v1、v2、v3、v4相连后，再通过谐振电容cb与谐振电感lr(包含变压器t的漏感)接到变压器t的初级。变压器t的次级通过vd1、vd2、vd3、vd4全桥整流，全桥整流后通过电感l和电容c滤波。
23.二极管vdc和电容ce、电阻rs组成无源吸收网络，并联在蓄电池正极和负极。
24.一种无源吸收的dc
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dc电路，由于采用上述电路结构，该电路具有以下优点：1、电路简单，降低了生产成本，增加了经济效益。2、提高了电路的可靠性，增加了电池的寿命。
25.如图1所示，uin的正极通过回路引线电感接到v1的集电极，uin的负极接到v3的发射极。
26.如图1所示，vdc的阳极接到v1的集电极，vdc的阴极接到吸收电容cc的一端，吸收电容cc的另一端接到v3的发射极，吸收电阻rs并联在vdc的两端，vdc、cc、rs组成无源吸收网络。
27.如图1所示，v1的集电极和v4的集电极相连，v3的发射极和v2的发射极相连，v1的发射极和v3的集电极相连，v4的发射极和v2的集电极相连，v1、v2、v3、v4组成全桥，通过控制信号控制v1、v2、v3、v4的栅极，来实现v1和v2同时开通和关断，v3和v4同时开通和关断。
28.如图1所示，v1的发射极接到谐振电容cb的一端，cb的另一端接到谐振电感lr的一端，谐振电感lr的另一端接到变压器t初级的一端，变压器t初级的另一端接到v4的发射极。
29.如图1所示，变压器t次级的一端接到vd1的阳极，变压器t次级的另一端接到vd3的阳极。vd1的阴极和vd3的阴极相连，vd2的阳极和vd4的阳极相连，vd1的阳极和vd2的阴极相连，vd3的阳极和vd4的阴极相连，vd1、vd2、vd3、vd4组成全桥整流。
30.如图1所示，vd3的阴极接到滤波电感l的一端，l的另一端接到滤波电容的正极，滤波电容的负极极接到vd4的阳极。
31.吸收电容cc可通过下列公式计算：
[0032][0033]
式中：lc为回路分布电感；
[0034]
i为igbt关断时回路分布电感中的脉冲电流；
[0035]
v为蓄电池的电压；
[0036]
u为蓄电池的允许的最大电压。
[0037]
吸收二极管vdc应选用过大电流的快恢复二极管，吸收电阻rs应选用无感电阻，同时满足功耗要求。
[0038]
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。