一种大功率直流电源的制作方法

本发明涉及电源技术领域，更具体的说是涉及一种大功率直流电源。

背景技术：

在电力电子技术中，大功率电源需要有较高的输出电压和较大的输出功率，传统方法大多采用工频中频变压器产生高压输出，然而，这种结构的电源不仅体积庞大、制造困难、成本较高，而且损耗比较严重，降低了电源工作效率，以往的结构复杂以及效率低的电压转换装置越来越不能适应其发展。

因此，如何提供一种电路结构简单、电路转换效率高、功耗低同时可靠性高、输出稳定的大功率直流电源是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种大功率直流电源，整流滤波模块主要实现输入电压与电流的形式转换，将高电压的交流转换成低电压的低脉动成分的直流；变流模块可采用绝缘栅双极型晶体管igbt电路构成；驱动模块依据控制模块的输出电流和电流、电压检测模块反馈的电流的实际值之间的差来控制变流模块，从而调节输出脉冲的占空比用于实现电压的输出稳定。控制模块主要取样输出电压和输出电流，并智能调节输出的稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大功率直流电源，包括：整流滤波模块，变流模块，变压模块，输出模块，电流、电压检测模块，控制模块和驱动模块；三相交流电输入至所述整流滤波模块，经过整流滤波后输出至所述变流模块、所述变压模块、所述输出模块；所述电压、电流检测模块将检测到的电流、电压信号反馈给所述控制模块，所述控制模块控制所述驱动模块驱动所述变流模块。

9、优选的，在上述的一种大功率直流电源中，所述整流滤波模块包括：电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c7；桥式整流电路d1，电感l1，电阻r1、电阻r2；

其中，所述电容c1连接第一相输入端和第二相输入端，所述电容c2连接第二相输入端和第三相输入端，所述电容c3连接第一相输入端和第三相输入端；三相交流电压输入至桥式整流电路d1的输入端，桥式整流电路d1的第一输出端连接电感l1一端，电感l1的另一端连接电容c4的一端、电阻r1的一端以及电容c7的一端，电容c4的另一端连接电阻r1的另一端、电容c5的一端以及电阻r2的一端，电容c5的另一端连接电阻r2的另一端、电容c7的另一端以及三相整流电路的第二输出端。

优选的，在上述的一种大功率直流电源中，所述变流模块包括：功率开关管vt1、功率开关管vt2、功率开关管vt3、功率开关管vt4，二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6，电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6，电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12；

其中，功率开关vt1的集电极连接二极管d3的阴极、电阻r3的一端以及电容c7的一端，电阻r3的另一端连接电容c8的一端，功率开关vt1的发射极连接二极管的阳极、功率开关vt4的集电极、二极管d4的阴极、电容c8的另一端以及电容c9的一端，并作为变流模块的第一输出端，功率开关vt4的发射极连接二极管d4的阳极、电容c7的另一端以及电阻r4的另一端，电阻r4的一端连接电容c9的另一端；功率开关vt2的集电极连接电阻r3的一端、二极管d5的阴极、电阻r5的一端以及电容c12的一端，功率开关vt2的发射极连接二极管d5的阳极、功率开关vt3的集电极、二极管d6的阴极、电容c10的另一端以及电容c11的一端，并作为变流模块的第二输出端，电容c10的一端连接电阻r5的另一端，功率开关vt3的发射极连接二极管d6的阳极、电阻r4的另一端、电阻r6的另一端以及电容c12的另一端，电阻r6的一端连接电容c11的另一端；功率开关管vt1、vt2、vt3、vt4的栅极连接至驱动模块。

优选的，在上述的一种大功率直流电源中，所述变压模块包括中频变压器，所述中频变压器的初级线圈与所述变流模块的第一输出端、第二输出端连接；所述中频变压器的次级线圈与所述输出模块电性连接。

优选的，在上述的一种大功率直流电源中，所述输出模块包括：电阻r7、电阻r8、电阻r9，二极管d7、二极管d8，电感l，电容c13、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17；

其中，所述中频变压器t1的次级绕组的一端连接电阻r7一端以及二极管d7阳极，次级绕组另一端连接电阻r8一端以及二极管d8阳极，电容r7另一端连接电容c13一端，电容c13另一端连接二极管d7阴极、电容c14另一端、二极管d8阴极以及电感l一端，电容c14一端连接电阻r8另一端，电感l另一端连接电阻r9一端、电容c16一端，并作为正极输出端，中频变压器t1次级绕组中间输出端连接电容c15另一端、电容c17另一端，并作为负极输出端，电容c15一端连接电阻r9另一端，电容17一端连接电容c16另一端。

优选的，在上述的一种大功率直流电源中，所述电流、电压检测模块包括：传感器、跟随器、滤波器；所述传感器、所述跟随器、所述滤波器依次电性连接；

其中，输出信号经所述传感器后产生相应的电压信号，再经所述跟随器输出至所述滤波器，经过滤波后输入至控制模块的a/d模块。

优选的，在上述的一种大功率直流电源中，所述控制模块采用dsp进行控制；功率开关管vt1、功率开关管vt2、功率开关管vt3、功率开关管vt4的栅极由驱动模块以pwm激励驱动，经变压模块输出的直流电压被同时转换成中间频率的次交变电压，然后输出至输出模块整流滤波，输出直流电压。

优选的，在上述的一种大功率直流电源中，还包括键盘、显示器，键盘显示器通过键盘显示接口电路连接至所述控制模块，通过键盘输入控制所需的输出电压，并在显示器上显示输出电流、电压。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种大功率直流电源，整流滤波模块主要实现输入电压与电流的形式转换，将高电压的交流转换成低电压的低脉动成分的直流；变流模块可采用绝缘栅双极型晶体管igbt电路构成；驱动模块依据控制模块的输出电流和电流、电压检测模块反馈的电流的实际值之间的差来控制变流模块，从而调节输出脉冲的占空比用于实现电压的输出稳定。控制模块主要取样输出电压和输出电流，并智能调节输出的稳定性。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

1：采用控制模块控制大功率直流电源以实现逆变电源的外部特性，并可实现输出功率参数的调节及可视。

2：采用igbt全桥的变流结构实现大功率直流稳压，电路结构简单，参数及性能稳定，功耗低。

3：整个电路采用高性能dsp为核心控制，结合高集成度的asic控制，整个控制模块电路采用了多种抗干扰和保护措施。

4：稳压部分采用了pwm控制技术，稳定性好，参数可调。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明大功率直流电源的结构框图。

图2为本发明大功率直流电源的主电路图。

图3为本发明电流、电压检测模块的结构框图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

本发明实施例公开了一种大功率直流电源，整流滤波模块主要实现输入电压与电流的形式转换，将高电压的交流转换成低电压的低脉动成分的直流；变流模块可采用绝缘栅双极型晶体管igbt电路构成；驱动模块依据控制模块的输出电流和电流、电压检测模块反馈的电流的实际值之间的差来控制变流模块，从而调节输出脉冲的占空比用于实现电压的输出稳定。控制模块主要取样输出电压和输出电流，并智能调节输出的稳定性。

参见图1，本发明的大功率直流电源主要包括：整流滤波模块、变流模块、变压模块、输出模块、电流、电压检测模块、控制模块、驱动模块；三相交流输入整流滤波模块，整流滤波模块的输出经过变流模块、变压模块后输出至输出模块，电压、电流检测模块将检测到的电流、电压信号反馈给控制模块，控制模块控制驱动模块驱动变流模块，从而实现大功率直流稳定输出。

整流滤波模块主要实现输入电压与电流的形式转换，将高电压的交流转换成低电压的低脉动成分的直流；变流模块可采用绝缘栅双极型晶体管igbt电路构成；驱动模块依据控制模块的输出电流和电流、电压检测模块反馈的电流的实际值之间的差来控制变流模块，从而调节输出脉冲的占空比用于实现电压的输出稳定。控制模块主要取样输出电压和输出电流，并智能调节输出的稳定性。

参见图2，其中，整流滤波模块包括：电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c7；桥式整流电路d1，电感l1，电阻r1、电阻r2；所述电容c1连接第一相输入端和第二相输入端，所述电容c2连接第二相输入端和第三相输入端，所述电容c3连接第一相输入端和第三相输入端；三相交流电压输入至桥式整流电路d1的输入端，桥式整流电路d1的第一输出端连接电感l1一端，电感l1的另一端连接电容c4的一端、电阻r1的一端以及电容c7的一端，电容c4的另一端连接电阻r1的另一端、电容c5的一端以及电阻r2的一端，电容c5的另一端连接电阻r2的另一端、电容c7的另一端以及三相整流电路的第二输出端。

其中，变流模块包括：功率开关管vt1、功率开关管vt2、功率开关管vt3、功率开关管vt4，二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6，电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6，电容c8、电容c9、电容c10、电容c11、电容c12；功率开关管vt1、vt2、vt3、vt4构成桥4臂，其中，功率开关vt1的集电极连接二极管d3的阴极、电阻r3的一端以及电容c7的一端，电阻r3的另一端连接电容c8的一端，功率开关vt1的发射极连接二极管的阳极、功率开关vt4的集电极、二极管d4的阴极、电容c8的另一端以及电容c9的一端，并作为变流模块的第一输出端，功率开关vt4的发射极连接二极管d4的阳极、电容c7的另一端以及电阻r4的另一端，电阻r4的一端连接电容c9的另一端；功率开关vt2的集电极连接电阻r3的一端、二极管d5的阴极、电阻r5的一端以及电容c12的一端，功率开关vt2的发射极连接二极管d5的阳极、功率开关vt3的集电极、二极管d6的阴极、电容c10的另一端以及电容c11的一端，并作为变流模块的第二输出端，电容c10的一端连接电阻r5的另一端，功率开关vt3的发射极连接二极管d6的阳极、电阻r4的另一端、电阻r6的另一端以及电容c12的另一端，电阻r6的一端连接电容c11的另一端。

其中，变压模块以及输出模块包括：中频变压器t1，电阻r7、电阻r8、电阻r9，二极管d7、二极管d8，电感l，电容c13、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17；变流模块的第一输出端以及第二输出端连接中频变压器t1的初级绕组两端，中频变压器t1的次级绕组的一端连接电阻r7一端以及二极管d7阳极，次级绕组另一端连接电阻r8一端以及二极管d8阳极，电容r7另一端连接电容c13一端，电容c13另一端连接二极管d7阴极、电容c14另一端、二极管d8阴极以及电感l一端，电容c14一端连接电阻r8另一端，电感l另一端连接电阻r9一端、电容c16一端，并作为正极输出端，中频变压器t1次级绕组中间输出端连接电容c15另一端、电容c17另一端，并作为负极输出端，电容c15一端连接电阻r9另一端，电容17一端连接电容c16另一端。

参见图3，电流、电压检测模块由传感器、跟随器、滤波器构成，其中输出信号经传感器后产生相应的电压信号，再经跟随器输出至滤波器，经过滤波后输入至控制模块的a/d模块，由a/d模块转换成数字信号以适用于控制模块进行处理。

进一步，控制模块可采用dsp进行控制。

进一步，功率开关管vt1、功率开关管vt2、功率开关管vt3、功率开关管vt4的栅极由驱动模块以pwm技术激励驱动，经变压模块输出的直流电压被同时转换成中间频率的次交变电压，然后输出至输出模块整流滤波，输出直流电压。

进一步，所述功率开关管vt1、功率开关管vt2、功率开关管vt3、功率开关管vt4为绝缘栅双极型晶体管(igbt)功率开关器件，电感l为可调电感。

进一步，还包括键盘、显示器，键盘显示器通过键盘显示接口电路连接至dsp控制电路，可以通过用键盘输入控制所需的输出电压，并在显示器上显示输出电流、电压等。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。