CN210405094U - 双向直流变换电路、双向直流变换器和电器设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双向直流变换电路、双向直流变换器和电器设备，包括低压输入输出设备、升降压设备、高压输入输出设备、防反器件、开关电源和控制设备；低压输入输出设备或高压输入输出设备得电后，均能够对开关电源进行供电，使开关电源对控制设备提供电压；控制设备控制升降压设备工作，使得升降压设备的低压端存在低压电、升降压设备的高压端存在高压电，升降压设备的低压端与升降压设备的高压端之间的防反器件断开，由升降压设备的高压端对开关电源供电，以维持升降压设备的当前工作模式。采用本实用新型的技术方案，能够减少开关电源的数量，进而能够减少直流双向变换器的电器元件，降低电路复杂度，提高直流双向变换器的集成度。

Description

双向直流变换电路、双向直流变换器和电器设备

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种双向直流变换电路、双向直流变换器和电器设备。

背景技术

目前直流微网母线的两个电压等级分别为DC750V和DC400V。在很多应用场合需要保证使用环境不受电压等级的约束，因此，可以采用直流微网配电的直流双向变换器对直流微网母线提供相应的电压。

现有技术中，需要设置两个开关电源，保证在DC750V和DC400V任意一端得电的情况下，开关电源得电，进而对控制和驱动电路供电，使得直流双向变换器均可以正常工作。

但是，由于采用两个开关电源，使得直流双向变换器的电器元件较多，电路相对复杂，导致直流双向变换器的集成度较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种双向直流变换电路、双向直流变换器和电器设备，以解决现有技术中直流双向变换器的集成度较低的问题。

为实现以上目的，本实用新型提供一种双向直流变换电路，包括低压输入输出设备、升降压设备、高压输入输出设备、防反器件、开关电源和控制设备；

所述低压输入输出设备与所述升降压设备的低压端相连；

所述高压输入输出设备与所述升降压设备的高压端相连；

所述升降压设备的低压端通过所述防反器件与所述开关电源的输入端相连；

所述升降压设备的高压端与所述开关电源的输入端相连；

所述开关电源的输出端与所述控制设备相连；

所述控制设备还与所述升降压设备的控制端相连；

所述低压输入输出设备或所述高压输入输出设备得电后，均能够对所述开关电源进行供电，使所述开关电源对所述控制设备提供电压；

所述控制设备控制所述升降压设备工作，使得所述升降压设备的低压端存在低压电、所述升降压设备的高压端存在高压电，所述升降压设备的低压端与所述升降压设备的高压端之间的防反器件断开，由所述升降压设备的高压端对所述开关电源供电，以维持所述升降压设备的当前工作模式。

进一步地，上述所述的双向直流变换电路中，所述低压输入输出设备包括低压输入输出端口和低压侧滤波器；

所述低压输入输出端口与所述低压侧滤波器相连；

所述低压侧滤波器与所述升降压设备的低压端相连。

进一步地，上述所述的双向直流变换电路中，所述高压输入输出设备包括高压输入输出端口和高压侧滤波器；

所述高压输入输出端口与所述高压侧滤波器相连；

所述高压侧滤波器与所述升降压设备的高压端相连。

进一步地，上述所述的双向直流变换电路中，所述升降压设备包括第一电容、电感、第一驱动开关、第二驱动开关和第二电容；

所述第一电容的正极和所述第一电容的负极作为所述升降压设备的低压端；

所述第二电容的正极和所述第二电容的负极作为所述升降压设备的高压端；

所述第一电容的正极与所述电感的第一端相连；

所述电感的第二端分别与所述第一驱动开关的第一端和所述第二驱动开关的第二端相连；

所述第一驱动开关的第二端与所述第二电容的正极相连；

所述第二驱动开关的第一端分别与所述第一电容的负极和所述第二电容的负极相连；

所述第一驱动开关的第三端和所述第二驱动开关的第三端作为所述升降压设备的控制端。

进一步地，上述所述的双向直流变换电路中，所述第一驱动开关和所述第二驱动开关均为金属-氧化物-半导体场效应晶体管。

进一步地，上述所述的双向直流变换电路中，所述防反器件为包括第一防反二极管和第二防反二极管；

所述第一电容的正极与所述第一防反二极管的正极相连；

所述第一防反二极管的负极与所述开关电源的输入端的正极端口相连；

所述开关电源的输入端的负极端口与所述第二防反二极管的正极相连；

所述第二防反二极管的负极与所述第一电容的负极相连。

进一步地，上述所述的双向直流变换电路中，所述控制设备包括控制芯片和驱动芯片；

所述开关电源、所述控制芯片、所述驱动芯片依次连接；

所述驱动芯片与所述升降压设备的控制端相连。

本实用新型还提供一种双向直流变换器，设置有如上任一项所述的双向直流变换电路。

本实用新型还提供一种电器设备，设置有如上所述双向直流变换器。

进一步地，上述所述的电器设备中，所述电器设备为空调。

本实用新型的双向直流变换电路、双向直流变换器和电器设备，通过设置一个开关电源，将升降压设备的低压端通过所述防反器件与所述开关电源的输入端相连，将升降压设备的高压端与所述开关电源的输入端相连，使得降压设备的低压端和升降压设备的高压端之间由防反器件相连，实现了低压输入输出设备或高压输入输出设备得电后，均能够对开关电源进行供电，使开关电源对控制设备提供电压；控制设备控制升降压设备工作后，使得升降压设备的低压端存在低压电、升降压设备的高压端存在高压电，升降压设备的低压端与升降压设备的高压端之间的防反器件断开，由升降压设备的高压端对开关电源供电，以维持升降压设备的当前工作模式。采用本实用新型的技术方案，能够减少开关电源的数量，进而能够减少直流双向变换器的电器元件，降低电路复杂度，提高直流双向变换器的集成度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的双向直流变换电路实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型的双向直流变换电路实施例二的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

图1为本实用新型的双向直流变换电路实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例的双向直流变换电路包括低压输入输出设备10、升降压设备11、高压输入输出设备12、防反器件13、开关电源14和控制设备15。其中，所述低压输入输出设备10与所述升降压设备11的低压端相连；所述高压输入输出设备12与所述升降压设备11的高压端相连；所述升降压设备11的低压端通过所述防反器件13与所述开关电源14的输入端相连；所述升降压设备11的高压端与所述开关电源14的输入端相连；所述开关电源14的输出端与所述控制设备15相连；所述控制设备15还与所述升降压设备11的控制端相连。

本实施例中，所述低压输入输出设备10或所述高压输入输出设备12得电后，均能够对所述开关电源14进行供电，使所述开关电源14对所述控制设备 15提供电压；所述控制设备15控制所述升降压设备11工作，使得所述升降压设备11的低压端存在低压电、所升降压设备11的述高压端存在高压电，所述升降压设备11的低压端与所述升降压设备11的高压端之间的防反器件13断开，由所述升降压设备11的高压端对所述开关电源14供电，以维持所述升降压设备11的当前工作模式。

具体地，本实施例的双向直流变换电路可以在两种工作状态下工作：

状态一：

低压输入输出设备10输入低压电，电流经过防反器件13流入开关电源14，开关电源14得电，开关电源14进行降压到控制设备15的工作电压后，进而对控制设备15供电，控制设备15控制升降压设备11的控制端使得升降压电路进入升压模式，高压输入输出设备12输出高压电，同时，由于升降压设备11的高压端与开关电源14的输入端相连，升降压设备11对低压输入输出设备10 的低压电进行升压后，也会对开关电源14进行供电，此时，由于升降压设备 11的低压端与升降压设备11的高压端之间存在防反器件13，使得防反器件13 不会导通，也就是说升降压设备11的高压端的高压电并不会流向升降压设备11的低压端，另外，升降压设备11的低压端不再对开关电源14进行供电，从而可以保证双向直流变换电路正常运行，防止双向直流变换器损坏，防止双向直流变换器所连接的电器设备也跟着损坏。

状态二：

高压输入输出设备12输入高压电，电流流入开关电源14，开关电源14得电，开关电源14进行降压到控制设备15的工作电压后，进而对控制设备15 供电，控制设备15控制升降压设备11的控制端使得升降压电路进入降压模式，低压输入输出设备10输出低压电，同时，由于升降压设备11的低压端通过防反器件13与开关电源14的输入端相连，升降压设备11对高压输入输出设备的高压电进行升压后，正常情况下也会对开关电源14进行供电，但是，由于升降压设备11的低压端与升降压设备11的高压端之间存在防反器件13，使得防反器件13不会导通，也就是说升降压设备11的高压端的高压电并不会流向升降压设备11的低压端，另外，升降压设备11的低压端则无法对开关电源14进行供电，从而可以保证双向直流变换电路正常运行，防止双向直流变换器损坏，防止双向直流变换器所连接的电器设备也跟着损坏。

本实施例的双向直流变换电路，通过设置一个开关电源14，将升降压设备 11的低压端通过所述防反器件13与所述开关电源14的输入端相连，将升降压设备11的高压端与所述开关电源14的输入端相连，使得降压设备的低压端和升降压设备11的高压端之间由防反器件13相连，实现了低压输入输出设备10 或高压输入输出设备12得电后，均能够对开关电源14进行供电，使开关电源 14对控制设备15提供电压；控制设备15控制升降压设备11工作后，使得升降压设备11的低压端存在低压电、升降压设备11的高压端存在高压电，升降压设备11的低压端与升降压设备11的高压端之间的防反器件13断开，由升降压设备11的高压端对开关电源14供电，以维持升降压设备11的当前工作模式。采用本实用新型的技术方案，能够减少开关电源14的数量，进而能够减少直流双向变换器的电器元件，降低电路复杂度，提高直流双向变换器的集成度。

图2为本实用新型的双向直流变换电路实施例二的结构示意图，如图2所示，本实施例中，低压输入输出设备10包括低压输入输出端口和低压侧滤波器 101；所述低压输入输出端口的正极VL+和负极VL-分别与所述低压侧滤波器 101相连；所述低压侧滤波器101与所述升降压设备11的低压端相连。外部电源通过低压输入输出端口对低压输入输出设备10上电后，经过低压侧滤波器 101的过滤处理，可以得到相对稳定的电压，从而有效地减少电网电压干扰，从而保证供电正常。

同理，高压输入输出设备包括高压输入输出端口和高压侧滤波器121；所述高压输入输出端口的正极VH+和负极VH-分别与所述高压侧滤波器121相连；所述高压侧滤波器121与所述升降压设备11的高压端相连。外部电源通过高压输入输出端口对高压输入输出设备12上电后，经过高压侧滤波器121的过滤处理，可以得到相对稳定的电压，从而有效地减少电网电压干扰，从而保证供电正常。

如图2所示，本实施例中，所述升降压设备11包括第一电容C1、电感L、第一驱动开关Q1、第二驱动开关Q2和第二电容C2；所述第一电容的正极C1+ 和所述第一电容的负极C1-作为所述升降压设备11的低压端；所述第二电容的正极C2+和所述第二电容的负极C2-作为所述升降压设备11的高压端；所述第一电容的正极C1+与所述电感L的第一端相连；所述电感L的第二端分别与所述第一驱动开关Q1的第一端和所述第二驱动开关Q2的第二端相连；所述第一驱动开关Q1的第二端与所述第二电容的正极C2+相连；所述第二驱动开关Q2 的第一端分别与所述第一电容的负极C1-和所述第二电容的负极C2-相连；所述第一驱动开关Q1的第三端和所述第二驱动开关Q2的第三端作为所述升降压设备11的控制端。其中，所述第一驱动开关Q1和所述第二驱动开关Q2均为金属-氧化物-半导体场效应晶体管。

如图2所示，本实施例中，所述防反器件13为包括第一防反二极管D1和第二防反二极管D2；所述第一电容的正极C1+与所述第一防反二极管D1的正极相连；所述第一防反二极管D1的负极与所述开关电源14的输入端的正极端口相连；所述开关电源14的输入端的负极端口与所述第二防反二极管D2的正极相连；所述第二防反二极管D2的负极与所述第一电容的负极C1-相连。

如图2所示，所述控制设备15包括控制芯片151和驱动芯片152；所述开关电源14、所述控制芯片151、所述驱动芯片152依次连接；所述驱动芯片152 与所述升降压设备11的控制端相连。

本实施例的双向直流变换电路中，无论在哪种工作状态，双向直流变换器正常工作后，升降压设备11的低压端和高压端都会同时接到开关电源14的输入端。此时，升降压设备11的高压端比升降压设备11的低压端电压高，两个防反二极管 无法导通，从而可以阻值升降压设备11的高压端影响升降压设备 11的低压端，保证双向直流变换电路正常工作，防止因为高低压连在一起导致变换器不能正常工作，损坏双向直流变换器，损坏电器设备。此外，开关电源 14的取电位置在低压侧滤波器101和高压侧滤波器121后，可以有效地减少电网电压干扰，从而保证供电正常。

本实用新型还提供一种双向直流变换器，该双向直流变换器设置有如上实施例所述的双向直流变换电路。

本实用新型还提供一种电器设备，该电器设备设置有如上实施例所述双向直流变换器。其中，本实施例的电器设备优选为空调。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种双向直流变换电路，其特征在于，包括低压输入输出设备、升降压设备、高压输入输出设备、防反器件、开关电源和控制设备；

所述低压输入输出设备与所述升降压设备的低压端相连；

所述高压输入输出设备与所述升降压设备的高压端相连；

所述升降压设备的低压端通过所述防反器件与所述开关电源的输入端相连；

所述升降压设备的高压端与所述开关电源的输入端相连；

所述开关电源的输出端与所述控制设备相连；

所述控制设备还与所述升降压设备的控制端相连；

所述低压输入输出设备或所述高压输入输出设备得电后，均能够对所述开关电源进行供电，使所述开关电源对所述控制设备提供电压；

所述控制设备控制所述升降压设备工作，使得所述升降压设备的低压端存在低压电、所述升降压设备的高压端存在高压电，所述升降压设备的低压端与所述升降压设备的高压端之间的防反器件断开，由所述升降压设备的高压端对所述开关电源供电，以维持所述升降压设备的当前工作模式。

2.根据权利要求1所述的双向直流变换电路，其特征在于，所述低压输入输出设备包括低压输入输出端口和低压侧滤波器；

所述低压输入输出端口与所述低压侧滤波器相连；

所述低压侧滤波器与所述升降压设备的低压端相连。

3.根据权利要求1所述的双向直流变换电路，其特征在于，所述高压输入输出设备包括高压输入输出端口和高压侧滤波器；

所述高压输入输出端口与所述高压侧滤波器相连；

所述高压侧滤波器与所述升降压设备的高压端相连。

4.根据权利要求1所述的双向直流变换电路，其特征在于，所述升降压设备包括第一电容、电感、第一驱动开关、第二驱动开关和第二电容；

所述第一电容的正极和所述第一电容的负极作为所述升降压设备的低压端；

所述第二电容的正极和所述第二电容的负极作为所述升降压设备的高压端；

所述第一电容的正极与所述电感的第一端相连；

所述电感的第二端分别与所述第一驱动开关的第一端和所述第二驱动开关的第二端相连；

所述第一驱动开关的第二端与所述第二电容的正极相连；

所述第二驱动开关的第一端分别与所述第一电容的负极和所述第二电容的负极相连；

所述第一驱动开关的第三端和所述第二驱动开关的第三端作为所述升降压设备的控制端。

5.根据权利要求4所述的双向直流变换电路，其特征在于，所述第一驱动开关和所述第二驱动开关均为金属-氧化物-半导体场效应晶体管。

6.根据权利要求4所述的双向直流变换电路，其特征在于，所述防反器件为包括第一防反二极管和第二防反二极管；

所述第一电容的正极与所述第一防反二极管的正极相连；

所述第一防反二极管的负极与所述开关电源的输入端的正极端口相连；

所述开关电源的输入端的负极端口与所述第二防反二极管的正极相连；

所述第二防反二极管的负极与所述第一电容的负极相连。

7.根据权利要求1-6任一项所述的双向直流变换电路，其特征在于，所述控制设备包括控制芯片和驱动芯片；

所述开关电源、所述控制芯片、所述驱动芯片依次连接；

所述驱动芯片与所述升降压设备的控制端相连。

8.一种双向直流变换器，其特征在于，设置有如权利要求1-7任一项所述的双向直流变换电路。

9.一种电器设备，其特征在于，设置有如权利要求8所述双向直流变换器。

10.根据权利要求9所述的电器设备，其特征在于，所述电器设备为空调。

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