高电压直流取电电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种高电压直流取电电路。
【背景技术】
[0002]随着风力发电机组(简称“机组”)中变流器设计水平的不断提高，从直流母线取电给机组内控制系统供电已逐渐成为机组中控制系统供电发展的趋势。常规的DC/DC开关电源对功率器件的耐压要求较高，输入电压范围也相对较窄，对应的常规电路拓扑结构如单端正激电路和功率器件多用于100V以下的工作环境。目前国内外对高压直流取电的研宄也大都针对直流母线电压在1000V以下的变流系统中。
[0003]而对于机组中变流器的高压系统，其正常工作电压通常高于1000V，因此，现有的电路拓扑则无法满足机组变流器的设计要求。
【发明内容】
[0004]本发明的实施例提供一种高电压直流取电电路，以实现变流器在高压系统中进行直流取电，同时提高电路的稳定性。
[0005]为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种高电压直流取电电路，包括:
[0006]高频隔离变压器、供电回路、输出整流二极管、续流二极管以及依次串联的磁复位回路、第一 MOS晶体管和第二 MOS晶体管；
[0007]所述磁复位回路并联在所述高频隔离变压器的一次侧；所述高频隔离变压器的一次侧的高压端为所述高电压直流取电电路输入端的高压端；所述第二 MOS晶体管的源极为所述高电压直流取电电路输入端的低压端；
[0008]所述供电回路与所述第一 MOS晶体管和第二 MOS晶体管连接，用于向所述第一 MOS晶体管和第二 MOS晶体管提供驱动脉冲；
[0009]所述高频隔离变压器的二次侧连接所述输出整流二极管和续流二极管，所述续流二极管两端为所述高电压直流取电电路的电压输出端。
[0010]如上所述的高电压直流取电电路，所述供电回路具体包括:启动供电单元、自供电单元、脉冲控制回路；
[0011]所述启动供电单元、所述自供电单元的输出端分别与所述脉冲控制回路的输入端连接；且分别还与所述第一 MOS晶体管的栅极相连接。
[0012]如上所述的高电压直流取电电路，还包括:第一导通二极管和第一稳压二极管；
[0013]所述启动供电单元、所述自供电单元的输出端分别与所述第一导通二极管的正极连接，所述第一导通二极管的负极与所述第一 MOS晶体管的栅极连接；
[0014]所述第一稳压二极管的正极与所述第一 MOS晶体管的源极连接；所述第一稳压二极管的负极与所述第一 MOS晶体管的栅极连接。
[0015]如上所述的高电压直流取电电路，所述启动供电单元包括:供电三极管、与所述供电三极管连接的限流电阻、第二稳压二极管和充电电容；
[0016]所述第二稳压二极管的正极与所述高电压直流取电电路输入端的低压端连接；所述第二稳压二极管的负极与所述供电三极管的基极连接；所述第二稳压二极管的正极和所述供电三极管的发射极两端构成所述启动供电单元的输出端，并与所述充电电容并联；所述供电三极管的集电极与所述高电压直流取电电路输入端的高压端连接。
[0017]如上所述的高电压直流取电电路，所述自供电单元包括:自供电变压器、第二导通二极管；
[0018]所述自供电变压器的一次侧设置在所述输出整流二极管与所述高电压直流取电电路输出端的高压端之间的高压端支路上；
[0019]所述自供电变压器的二次侧的高压端与所述第二导通二极管的正极连接，所述第二导通二极管的负极与所述高电压直流取电电路输出端的低压端构成所述自供电单元的输出端。
[0020]如上所述的高电压直流取电电路，所述脉冲控制回路包括:脉冲控制芯片和采样电阻；
[0021]所述脉冲控制芯片的输入端为所述脉冲控制回路的电压输入端；所述脉冲控制芯片的输出端与所述第二 MOS晶体管的栅极连接；所述脉冲控制芯片的采样输入端通过所述采样电阻与所述第二 MOS晶体管的源极连接。
[0022]如上所述的高电压直流取电电路，所述磁复位回路包括:复位电容、复位电阻和复位二极管；
[0023]所述复位电容和所述复位电阻并联连接后一端与所述复位二极管的负极连接，另一端与所述高频隔离变压器的一次侧的高压端连接；所述复位二极管的正极与所述高频隔离变压器的一次侧的低压端连接。
[0024]如上所述的高电压直流取电电路，还包括:输入滤波电容和输出滤波电容；
[0025]所述输入滤波电容并联在所述高电压直流取电电路的输入端两侧；
[0026]所述输出滤波电容并联在所述高电压直流取电电路的输出端两侧。
[0027]本发明实施例提供的高电压直流取电电路，利用两个MOS晶体管串联作为驱动高频隔离变压器的开关，而这两个MOS晶体管联合起到串联分压的作用，使得整个电路更适用于高电压直流取电的电路环境。
【附图说明】
[0028]图1为现有技术中的单端正激电路的电路结构原理图；
[0029]图2为本发明提供的高电压直流取电电路的一个电路结构示意图；
[0030]图3为本发明提供的高电压直流取电电路的另一个电路结构示意图；
[0031]图4为本发明提供的供电回路中启动供电单元的电路结构原理图；
[0032]图5为本发明提供的供电回路中自供电单元的电路结构原理图；
[0033]图6为本发明提供的供电回路中脉冲控制回路的电路结构原理图；
[0034]图7为本发明提供的磁复位回路的电路结构原理图；
[0035]图8为本发明提供的高电压直流取电电路的电路结构原理图。
[0036]附图标号说明
[0037]W-变压器、Wl-原边绕组、W2-副边绕组、W3复位绕组、Q-开关管、Lf-输出滤波电感、Cf输出滤波电容、Vin-输入电压、Vo输出电压、ilf-Lf的感应电流、Dl-输出整流二极管、D2-续流二极管、D3-串联二极管、D4-第一导通二极管、D5-第一稳压二极管、D6-第二稳压二极管、D7-第二导通二极管、D8-复位二极管、Tl-高频隔离变压器、T2-自供电变压器、21-磁复位回路、22-供电回路、221-启动供电单元、222-自供电单元、223-脉冲控制回路、Ql-第一 MOS晶体管、Q2-第二 MOS晶体管、Q3-供电三极管；R1、R2、R3-限流电阻、R4-采样电阻、R5-复位电阻、R6、R7-电阻、Cl-充电电容、C2-复位电容、C3-输入滤波电容、C4-输出滤波电容、Ul-脉冲控制芯片。
【具体实施方式】
[0038]图1为现有技术中的单端正激电路的电路结构原理图。如图1所示，变压器W有三个绕组:原边绕组W1，副边绕组W2和复位绕组W3 ;对应的电压分别为VW1，Vw2和Vw3;图中圆点表示变压器的同名端。D3是复位绕组W3的串联二极管，开关管Q按脉宽调变(Pulse-ffidth Modulat1n, PWM)方式工作，Dl是输出整流二极管，D2是续流二极管，且端电压为V_t，Lf是输出滤波电感，ilf是输出滤波电感的感应电流，Cf是输出滤波电容，Vin是输入电压，V。是输出电压。
[0039]如图1所示，现有技术中的单端正激电路采用单只开关管Q控制变压器W的开启和关断，而通常由MOS晶体管或三极晶体管构成的开关管Q其耐压通常在1000V以下，导致现有单端正激电路并不适用于风电变流器的高压