一种可平滑输入电流型脉冲电源的制作方法

本发明涉及机载电源技术领域，特别涉及一种可平滑输入电流型脉冲电源。

背景技术

随着电力电子技术的不断发展，脉冲电源可高精度的控制输出，较小的开关纹波，在简化电路结构的同时也提升了脉冲电源的效率。基于脉冲电源断续供电的优势，其被广泛应用于通信、机载和航空领域。机载电源主要功能是产生或存储机载用电设备所需要的电能，必须要具备高重量功率比，电源容量大，供电余度、可靠性、安全性都要具备较高的水准。

目前，大多机载电源采取传统整流技术，已无法满足机载电源系统gjb181的要求，同时也造成电流波形畸变，降低机载电源的功率因数，较低的功率因数没有被校正提升，发电设备除了有效功率外，还要提供与工作非相关的虚功，这导致需要更大的发电机、转换机、输送工具、缆线及额外的配送系统等，以弥补损耗的不足，并产生高次谐波分量，污染机载其它用电设备，不利于充分发挥这些设备的性能。

技术实现要素：

传统电源采用整流滤波技术设计，电源适应性差，不能适应机载环境。为了解决上述的技术问题，克服现有技术中的不足，本发明提供一种可平滑输入电流型脉冲电源。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该可平滑输入电流型脉冲电源，其特征在于，包括pfc模块，用于将三相交流电转化为270v直流电压，同时具有功率上升下降斜率控制功能，限制交流侧的电流变化斜率；双向dc/dc电源，其作为储能单元来处理输出功率中的脉动分量，当输出功率小于平均功率时维持储能电容的电压为高位，当脉冲功率大于平均功率时将储能电容的能量释放到270v直流总线上；以及储能电容cb，其与双向dc/dc电源并联连接，通过控制使双向dc/dc电源的电感电流ib跟踪负载电流io中的脉动分量。

进一步的，所述双向dc/dc电源采用buck/boost双向变换器，buck/boost双向变换器的电感l联接在pfc模块的输出端，其输入电压为脉冲电源的输出电压vo。

进一步的，所述双向dc/dc电源的电感电流ib提供负载电流中所需的脉动分量，即：

其中：ip为负载电流脉冲值，dp为负载脉冲占空比，tp为脉冲周期；

双向dc/dc电源、储能电容cb所处理的脉动功率为：

在一个脉冲周期内，在[0，t]时间段内，双向dc/dc电源、储能电容的电压从vcbmax下降到vcb(t)，储能电容释放的能量为：

储能电容释放的能量为：

当t＝dptp时，储能电容电压的最小值为：

通过增大储能电容cb电压脉动，从而降低电容容量，减少电源的体积和重量。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

以三相有源功率校正技术为基础，构建双向储能脉冲电源，利用双向电源在系统功放工作时储能单元对外放电，弥补脉冲功率上升时发电机响应不足，防止发电机电压跌落；功放脉冲停止工作时对储能单元充电，将发电机多余能量储存，防止发电机电压升高，通过软件匹配工作时序，从而有效的解决飞机发电机调制失调问题；且通过增大储能电容cb电压脉动，从而降低电容容量，减少电源的体积和重量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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是本发明的结构组成示意图。

图2是本发明的原理框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1。

参见图1至图2，本发明实施例中的可平滑输入电流型脉冲电源，包括pfc模块，用于将三相交流电转化为270v直流电压，同时具有功率上升下降斜率控制功能，限制交流侧的电流变化斜率；双向dc/dc电源，其作为储能单元来处理输出功率中的脉动分量，当输出功率小于平均功率时维持储能电容的电压为高位，当脉冲功率大于平均功率时将储能电容的能量释放到270v直流总线上；以及储能电容cb，其与双向dc/dc电源并联连接，通过控制使双向dc/dc电源的电感电流ib跟踪负载电流io中的脉动分量。

本发明实施例中的双向dc/dc电源采用buck/boost双向变换器，buck/boost双向变换器的电感l联接在pfc模块的输出端，其输入电压为脉冲电源的输出电压vo。

本发明实施例中的双向dc/dc电源的电感电流ib提供负载电流中所需的脉动分量，即：

其中：ip为负载电流脉冲值，dp为负载脉冲占空比，tp为脉冲周期；

双向dc/dc电源、储能电容cb所处理的脉动功率为：

在一个脉冲周期内，在[0，t]时间段内，双向dc/dc电源、储能电容的电压从vcbmax下降到vcb(t)，储能电容释放的能量为：

储能电容释放的能量为：

当t＝dptp时，储能电容电压的最小值为：

本发明实施例通过增大储能电容cb电压脉动，从而降低电容容量，减少电源的体积和重量。

本发明实施例的可平滑输入电流型脉冲电源的主要指标包括：

输入电压范围：三相四线额定电压115vac；108vac～118vac；

输入频率范围：400hz±10％；

输出电压：270v±5％；

输出功率:10kw；

输入功率因数:＞0.98；

输入谐波电流thd：＜5％；

平均效率：＞97％；

输出功率缓冲功能:当输出功率100％<＝>0％阶跃变化时，输入电流变化斜率＜20％/ms。

本发明实施例的使用环境：

工作温度：-55℃～+70℃；

存储温度：-55℃～+70℃；

相对湿度：≤95％(+30℃时)；

振动：产品在运输和使用环境条件下的抗振能力满足gjb150.16a的要求；

冲击：产品承受冲击作用的能力满足gjb150.18a的要求。

应当指出，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。