一种基于并联均流技术的开关电源电路的制作方法_2

文档序号:10083607阅读:来源:国知局
;其中S相整流滤波电路210包 括=相全桥整流电路和电容滤波电路,与泥浆满轮发电机110相连接,用于将泥浆满轮发 电机110产生的=相低频交流电能转换成粗直流电能,输出至各并联稳压电源1 ;稳压电 源1的输出与电子控制单元310连接;稳压电源1包括反激式变压器11、高频整流滤波电 路12、采样反馈电路13、PWM控制电路15和均流电路14,其中:反激式变压器11的输入端 为并联的稳压电源1的输入端,与=相整流滤波电路210连接,反激式变压器11的输出端 与高频整流滤波电路12的输入端连接,高频整流滤波电路12的输出端为稳压电源1的输 出端,与电子控制单元310连接,采样反馈电路13的输入端与反激式变压器11和高频整流 滤波电路12连接,采样反馈电路13的输出端与PWM控制电路15连接,均流电路14的采样 输入端与高频整流电路12的输出回路连接,均流电路14具有均流信号端,各并联的稳压电 源1中均流电路14的均流信号端均通过均流母线LS相互连接,均流电路14的输出端与采 样反馈电路13连接,PWM控制电路15的输出端与反激式变压器11连接。
[0023] 反激式变压器11包括原边绕组、副边绕组和功率器件,在功率器件导通时间内原 边绕组储能,在功率器件关断时间内将储存在原边绕组中的能量传递至副边绕组;高频整 流滤波电路12包括半波整流电路和电容滤波电路,用于将反激式变压器11副边绕组输出 的高频交流电能转换成稳定的直流电能输出;采样反馈电路13包括电压反馈电路和电流 反馈电路,PWM控制电路15根据采样反馈电路13的采样值,调整脉冲波形在一个周期内的 占空比值,从而控制功率器件在一个周期内导通与关断时间,达到稳定输出电压的目的,均 流电路14通过采样各并联的稳压电源1的回路电流,对各并联的稳压电源1的输出电压进 行调整,从而实现负载均衡的目的。
[0024] 泥浆满轮发电机110产生的S相交流电能经S相整流滤波电路210输出至多个并 联的稳压电源1,稳压电源1的数量根据负载功率需求确定,各稳压电源1中的反激式变压 器11接收=相整流滤波电路210输出的粗直流电能,将其转换为高频交流电能进行存储和 传输,高频整流滤波电路12接收反激式变压器11输出的高频交流电能,将其转换为稳定的 直流电能输出,采样反馈电路13对稳压电源1进行电压和电流采样,输出至PWM控制电路 15中,均流电路14从稳压电源1的输出回路中采样,采用最大电流法进行负载均衡,多个稳 压电源1通过均流母线LS连接,W均流母线LS上电流最大的稳压电源1的电流值作为基 准电流,其它稳压电源IW它为基准调整各自的电流,均流电路14输出至采样反馈电路13, PWM控制电路15根据采样反馈电路13和均流电路14的输出调整反激式变压器11的能量 传输比率,达到稳定输出电压的目的。
[00巧]如图2所示,所述的均流电路14包括:第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第 ^^一电阻R11、第二电容C2、第S电容C3和均流忍片Ul;其中:第八电阻R8的一端与高频 整流滤波电路12的输出端连接,另一端与电子控制单元310连接;第九电阻R9的一端与高 频整流滤波电路12的输出端连接,另一端与均流忍片Ul的第二引脚连接;第十电阻RlO的 一端与电子控制单元310连接,另一端与均流忍片Ul的第一引脚连接;第十一电阻Rll的 一端与均流忍片Ul的第五引脚连接,另一端与采样反馈电路13连接;第二电容C2的一端 与均流忍片Ul的第一引脚连接,另一端与均流忍片Ul的第八引脚连接;第=电容C3的一 端与均流忍片Ul的第四引脚连接,另一端与均流忍片Ul的第六引脚连接;均流忍片Ul的 第=引脚为电源端,与巧V电源连接,第四引脚为地线端,第屯引脚为均流信号输入端,与 均流母线LS连接。
[0026] 所述的均流忍片Ul采用UC29002D忍片,第八电阻R8为采样电阻,用于对高频整 流滤波电路12的输出回路进行电流采样,均流忍片Ul的第一引脚CS-和第二引脚CS+为 输入端,均流忍片Ul的第一引脚CS-通过第十电阻RlO与第八电阻R8的一端连接,均流 忍片Ul的第二引脚CS+通过第九电阻R9与第八电阻R8的另一端连接,均流忍片Ul的第 S引脚VDD为电源端,连接巧V直流电压,均流忍片Ul的第四引脚GND为接地端,均流忍 片Ul的第五引脚ADJ为输出端,通过第十一电阻Rll与采样反馈电路13中电压采样反馈 电路132中的分压第六电阻R6连接,均流忍片Ul的第六引脚EAO通过第S电容C3与地线 连接,均流忍片Ul的第屯引脚LS为均流母线连接端,均流忍片Ul的第八引脚CSO通过第 ^^一电阻Rll和第二电容C2与第一引脚CS-连接。从均流忍片Ul的第一引脚CS-和第二 引脚CS+输入的电压值在均流忍片Ul内部进行差分放大,采用最大均流法进行负载均衡, 各稳压电源1通过均流母线LS连接,均流母线LS上电流最大的稳压电源1的电流值作为 基准电流,其它稳压电源1W它为基准调整各自的电流,调整电压由均流忍片Ul的第六引 脚ADJ输出,与采样反馈电路13 -起输入PWM控制电路15中,用于调整PWM脉冲信号在一 个周期内的占空比值,达到稳定输出电压的目的。
[0027] 如图3所示,=相整流滤波电路210包括由整流二极管D1-D6组成的=相全桥整 流电路2101和第一至第四电解电容E1-E4组成的滤波电路2102 相全桥整流电路2101 的输入端与泥浆满轮发电机110的=相低频交流电能输出端U、V、W连接,=相全桥整流电 路2101的输出端与滤波电路2102连接,在滤波电路2102中,第一电解电容El与第二电解 电容E2串联连接后,与第S电解电容E3和第四电解电容E4串联连接后再相互并联连接, 用于滤除=相全桥整流电路2101输出直流电能中的纹波成分,滤波电路2102的输出电压 记为Vi。,其输出端与各并联的稳压电源1连接。
[002引图4示出了本实用新型中稳压电源1的一实施例的电路原理图;如图4所示,反激 式变压器11包括原边绕组111、副边绕组112、功率器件Ql及外围电路。=相整流滤波电 路210输出的粗直流电能Vf。。输入反激式变压器11的原边绕组111,在功率器件Ql导通的 时间内,反激式变压器11将粗直流电能Vm转换成高频交流电能,存储在原边绕组111中, 在功率器件Ql关断的时间内,存储在原边绕组111中的高频交流电能传递到副边绕组112 中,电容Cl和二极管D7组成峰值保持电路,电阻Rl为电容Cl提供放电回路,反激式变压 器11的副边绕组112为反激式变压器11的输出端。
[0029] 高频整流滤波电路12包括半波整流电路和电容滤波电路;半波整流电路的输入 端为高频整流滤波电路12的输入端,与反激式变压器11的输出端连接,半波整流电路由二 极管D8组成,用于在功率器件Ql关断的时间内对反激式变压器11输出的高频交流电压 进行半波整流,电容滤波电路由电容E5组成,用于滤除半波整流电路输出电压中的纹波成 分;高频整流滤波电路12的输出端与电子控制单元310连接,二极管D9用于限制反向电 压。
[0030] 采样反馈电路13包括电流采样反馈电路131和电压采样反馈电路132,电流采样 反馈电路131由第四电阻R4采样功率器件Ql的源级电流,经第五电阻R5后与PWM控制电 路15中误差放大器的输出信号进行比较,电压采样反馈电路132从高频整流滤波电路12 的电容滤波电路输出端采样,经第六电阻R6和第屯电阻R7分压后与PWM控制电路15中的 参考电压进行比较,与电流采样反馈电路131组成双环控制系统,用于调节PWM控制电路15 输出脉冲信号在一个周期内的占空比值。
[0031] 所述的PWM控制电路15输出一定频率的脉冲波形,由第二电阻R2和第S电阻R3 分压后输入功率器件Ql的基极,根据采样反馈电路13反馈值和均流电路14的输出电压, 调整脉冲波形每个周期的占空比值,从而控制功率器件Ql的导通与关断时间,将整流滤波 电路210输出的粗直流电能Vf。。转换成高频交流电能,通过反激式变压器11的能量存储与 传输,输出符合电子控制单元310功率需求的稳定直流电能V。。,。
[0032] 如图5所示为本实用新型一实施例的均流效果测试曲线图,试验条件为:采用4 块稳压电源1并联的方式,泥浆满轮发电机110转速4000rpm,稳压电源1的输出端连接
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