[發明專利]一種多模塊組合變換器及其軟啟動控制方法

無效

• 申請號: 200910035488.0
• 申請日: 2009-10-09
• 公開（公告）號: CN101674018A
• 公開（公告）日: 2010-03-17
• 發明（設計）人: 袁海宵;曹劍坤;王慧貞;龔春英
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 許 方

技術領域

本發明涉及一種組合變換器，尤其涉及一種多模塊輸入串聯輸出并聯組合變換器及其軟 啟動控制方法，屬于直直變換器控制領域。

背景技術

隨著全球溫室效應的加劇、化石能源的日漸枯竭及電力電子技術的發展，以風力發電為 代表的新能源得到越來越廣泛的應用。

風力并網發電由于風能不穩定，不可控，會對電網造成污染，因而成本較高。非并網風 力發電可以將電能直接用于化工、冶煉等高耗能產業，這些產業用電具有直流負載特性，且 負載電流一般較大。從風機發出的電流經過交流到直流變換，得到高壓直流電以便傳輸，這 樣就需要能夠承受輸入高壓和輸出大電流的變換器。輸入串聯輸出并聯組合變換器可以滿足 這一要求，并且還有諸多優點：如模塊化，開關管電壓應力小，經濟性和可靠性好等。模塊 選用結構簡單，能夠軟開通的半橋直流變壓器，通過多個模塊的串聯，可以根據輸入電壓和 模塊的耐壓選擇模塊數量，具有很高的靈活性和通用性，同時輸出功率是各個模塊的和，保 證了輸出的穩定。

半橋變換器有較大的輸出濾波電容以穩定輸出電壓，因而啟動時電流尖峰很大，對開關 管的沖擊很大，可能會使開關管損壞。為了使電路可靠啟動，不得不選擇高功率等級的開關 管，增加了電路的成本。現有組合變換器由于模塊各參數不可能一致，會有模塊先啟動，此 模塊由于率先向副邊供電而導致輸入電壓降低，同時其他未啟動的模塊輸入電壓升高，可能 會因為電壓過高而損壞器件，降低了電路的可靠性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：在以半橋直流變壓器為基礎的多模塊輸入串聯輸出并聯組 合變換器的基礎上提出一種可靠性高成本低的加入軟啟動控制電路的組合變換器及其軟啟動 控制方法。

一種多模塊組合變換器，包括n個模塊，n為大于1的自然數，每個模塊均包括半橋直 流變壓器，所述半橋直流變壓器包括電源電路、變換電路、主變壓器和輸出整流濾波電路， 其中：變換電路包含兩個功率開關管，輸出整流濾波電路包括兩個二極管、濾波電容和負載， 每個模塊還包括電流峰值抑制及輸入均壓控制電路和開關管驅動電路，其中：電流峰值抑制 及輸入均壓控制電路包括遲滯比較器、反相器、單門限比較器、邏輯或門、控制開關管、電 阻和電壓控制電壓源及電流控制電壓源，電壓控制電壓源連接在半橋直流變壓器的電源電路 的正負輸入端之間，電流控制電壓源的電流輸入端連接半橋直流變壓器的輸出整流濾波電路 的兩個二極管的陰極，電流控制電壓源的電流輸出端連接濾波電容及負載的一端；第一參考 基準電壓接入遲滯比較器的同相輸入端，遲滯比較器的反相輸入端連接上述電流控制電壓源 以接入采樣電壓，遲滯比較器的輸出端連接反相器的反相輸入端，第二參考基準電壓接入單 門限比較器的反相輸入端，單門限比較器的反相輸入端還連接上述電壓控制電壓源以接入輸 入電壓采樣值，單門限比較器的同相輸入端接地，單門限比較器的輸出端和反相器的輸出端 均連接邏輯或門的輸入端，邏輯或門的輸出端連接控制開關管的基極，控制開關管的發射極 連接反相器的同相輸入端并接地，控制開關管的集電極連接電阻的一端；開關管驅動電路包 括驅動芯片和軟啟動電容，驅動芯片的軟啟動端分別連接軟啟動電容的一端和電阻的另一端， 軟啟動電容的另一端連接驅動芯片的地端并接地，驅動芯片的驅動信號輸出端SA和SB端分 別與半橋直流變壓器的變換電路中的兩個功率開關管的柵極連接；其中：采樣電壓為濾波前 的輸出電流電壓采樣值。