一种基于三电平直流母线的dc-dc开关电源系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力电子领域，涉及一种开关电源系统，具体涉及一种基于三电平直流母线的DC-DC开关电源系统。
【背景技术】
[0002]多电平逆变器的研宄和应用是现代电力电子技术的最新发展方向之一，也是近年来发展起来的一种新兴变流技术，三电平逆变器作为多电平逆变器的一种，其具有更加简单的电路拓扑及控制算法，良好的输出特性，现已广泛的应用于变频器、有缘电力滤波器(APF)、太阳能光伏逆变器等领域，成为当前最炙手可热的逆变技术。三电平逆变器的控制器离不开低压电源，因此高效的开关电源是三电平逆变器所必须的。
[0003]传统开关电源为基于两电平直流母线技术，其输入要么直接为逆变器直流母线正、负极，或者是低压交流电源经整流后得到的直流电源，这两种模式前一种模式受母线电压等级的影响，开关电源中各元件的耐压等级要求较高，且电应力大；后一种模式虽然解决了母线电压过高所带来的不利影响，但其对输入交流电源的要求导致其在实际使用中的不便，并且功率密度低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于三电平直流母线的DC-DC开关电源系统，该系统的功率密度高，并且母线电压低。
[0005]为达到上述目的，本发明所述的基于三电平直流母线的DC-DC开关电源系统包括三电平直流母线、第一级开关电源、第二级开关电源、第一输出端及第二输出端；
[0006]所述三电平直流母线与第一级开关电源的输入端相连接，第一级开关电源的输出端与第一输出端及第二级开关电源的输入端相连接，第二级开关电源的输出端与第二输出端相连接。
[0007]所述第一级开关电源包括第一电源软起电路、第一控制器UC2845电路、MOS管驱动电路、脉冲变压器Tl电路、用于检测三电平直流母线上电流信息的第一电流检测电路、以及用于检测第一输出端电压信息的第一输出电压反馈电路；
[0008]三电平直流母线与脉冲变压器Tl电路的输入端相连接，所述第一电源软起电路与第一控制器UC2845电路相连接，第一控制器UC2845电路的输出端通过MOS管驱动电路与脉冲变压器Tl电路的控制端相连接，脉冲变压器Tl电路的输出端与第一输出端及第二级开关电源的输入端相连接；
[0009]所述第一电流检测电路的输出端及第一输出电压反馈电路的输出端均与第一控制器UC2845电路的控制端相连接。
[0010]所述第二级开关电源包括第二电源软起电路、第二控制器UC2845电路、脉冲变压器T4电路、用于检测第二级开关电源输人端的电流信息的第二电流检测电路、以及用于检测第二输出端的电压信息的第二输出电压反馈电路；
[0011]第一输出端通过分压电阻与第二控制器UC2845电路的电源输入端相连接，第二电源软起电路与第二控制器UC2845电路的参考电压输出端相连接，第二电流检测电路的输出端及第二输出电压反馈电路的输出端均与第二控制器UC2845电路的输入端相连接，第二控制器UC2845电路的输出端与脉冲变压器T4电路的控制端相连接，脉冲变压器T4电路的输出端与第二输出端相连接。
[0012]所述MOS管驱动电路包括第一变压器、第一驱动电路及第二驱动电路；
[0013]所述控制器UC2845电路的输出端与第一变压器的原边绕组相连接，第一变压器的两个副边绕组分别与第一驱动电路的输入端及第二驱动电路的输入端相连接，第一驱动电路的输出端及第二驱动电路的输出端分别与脉冲变压器Tl电路的中第二变压器的两个原边绕组相连接。
[0014]所述第一驱动电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻、第一二极管、第二二极管、第一电容、第一三极管及第一 MOS管；
[0015]第一变压器中第一个副边绕组的一端与第一三极管的集电极、第二电阻R106的一端、第一电容的一端及第一 MOS管的漏极相连接，第一变压器中第一个副边绕组的另一端与第一二极管的阳极及第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端与第一三极管的基极相连接，第一二极管的阴极经第三电阻与第一三极管的发射极、第二二极管的阳极及第四电阻的一端相连接，第二电阻的另一端及第二二极管的阴极与第一 MOS管的栅极相连接，第四电阻的另一端与第一电容的另一端相连接，第一 MOS管的另一端与脉冲变压器电路中第二变压器上的第一个原边绕组相连接。
[0016]所述第二驱动电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二三极管、第三二极管、第四二极管、第二电容、第二 MOS管；
[0017]第一变压器中第二个副边绕组的一端与第二三极管的集电极、第八电阻的一端、第二电容的一端及第二 MOS管的漏极相连接，第一变压器中第二个副边绕组的另一端与第五电阻的一端、第三二极管的阳极相连接，第五电阻的另一端与第二三极管的基极相连接，第三二极管的阴极经第六电阻与第二三极管的发射极、第四二极管的阳极及第七电阻的一端相连接，第四二极管的阴极与第八电阻的另一端及第二 MOS管的栅极相连接，第七电阻的另一端与第二电容的另一端相连接，第二MOS管的源极与脉冲变压器Tl电路中第二变压器上第二个原边绕组相连接。
[0018]本发明具有以下有益效果:
[0019]本发明所述的基于三电平直流母线的DC-DC开关电源系统采用三电平直流母线提供电能，使用范围较广，并且第一级开关电源I的输入端直接与三电平直流母线相连接，通过第一级开关电源I及第二级开关电源2进行电压转换，从而降低第一级开关电源及第二级开关电源上各元件的电压，并且开关电源系统的功率密度得到大幅的提高。第一输出端及第二输出端均可作为用户直接使用的电源，大大缩小了电源的体积，并将输出电源纹波大幅减小，电源纹波只有±50mV。
[0020]进一步，所述第一级开关电源包括第一电源软起电路、第一控制器UC2845电路、MOS管驱动电路、脉冲变压器Tl电路、第一电流检测电路以及第一输出电压反馈电路，第一控制器UC2845电路的PWM控制信号通过MOS管驱动电路控制脉冲变压器Tl电路，使输入进来的三电平直流母线电压进行变换，通过第一电源软起电路有效避免第一控制器UV2845电路输出的PWM控制信号在上电瞬间的占空比过大，防止冲击；
[0021]进一步，所述第二级开关电源包括第二电源软起电路及二控制器UV2845电路，有效的避免第二控制器UV2845电路输出的PWM控制信号在上电瞬间的占空比过大，防止冲击。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的结构示意图；
[0023]图2为本发明中第一级开关电源I的结构示意图；
[0024]图3为本发明中第二级开关电源2的结构示意图；
[0025]图4为本发明中第一电源软起电路11的结构示意图；
[0026]图5为本发明中第一控制器UC2845电路12的结构示意图；
[0027]图6为本发明中MOS管驱动电路13的结构示意图；
[0028]图7为本发明中第一电流检测电路14的结构示意图；
[0029]图8为本发明中脉冲变压器Tl电路15的结构示意图；
[0030]图9为本发明中第一输出电压反馈电路16的结构示意图；
[0031]图10为本发明中第二电源软起电路21的结构示意图；
[0032]图11为本发明中第二控制器UC2845电路22的结构示意图；
[0033]图12为本发明中第二电流检测电路23的结构示意图；
[0034]图13为本发明中脉冲电压器T4电路的结构示意图；
[0035]图14为本发明中第二输出电压反馈电路25的结构示意图；
[0036]图15为本