[實用新型]一種用于航空航天交流直流變換的分級限流電路

有效

• 申請號: 201020551470.4
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN201805362U
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 劉曉剛;李侃;陳京誼;劉建華;張福亮;張耀;郭雙紅;向偉榮
• 申請（專利權）人: 航天科工慣性技術有限公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02M1/42;H02M1/12;H02M3/158;H02M3/335
• 代理公司: 北京金之橋知識產權代理有限公司 11137
• 代理人: 林建軍

技術領域

本實用新型涉及一種可用于兩種高壓交流輸入的交流/直流的變換裝置，特別是一種用于航空航天領域的高壓交流/直流變換裝置。

背景技術

交流/直流變換裝置在航空航天領域中已得到廣泛的應用。航空航天電源常用的供電電源為交流220V/50Hz和115V/400Hz，需要變換成輸出電壓為直流28V或直流57V(功率為3KW的)，在實際運用中存在兩種輸入電源的切換。該電源的特點是輸入輸出電氣隔離且輸出直流電壓遠低于輸入交流電壓。通常的電路設計結構有：1、通過工頻/中頻變壓器降壓后進行整流穩壓，2、整流電路和直流/直流高頻隔離電壓變換電路。存在的主要缺陷是：方案1為適應不同的輸入電源電壓，需要設計專門的電路與之匹配，并通過切換電路控制，電路復雜、品種多，體積大、成本高、可靠性低。方案2為減小整流電路產生的諧波電流，當輸出功率大于整流電源的輸出功率時，如在第一級限流則會產生電流諧波，對供電電源不利，電路設計難度大，且易產生諧波干擾。方案2采用傳統的設計方式，在整流電源輸出功率相同條件下，輸入電壓為115V/400Hz的輸入電流約為輸入電壓為220V/50Hz的二倍。按輸入電壓為115V/400Hz所能輸出的功率進行輸出限流，該策略沒有充分利用輸入電壓為220V/50Hz的輸出潛力。在較大功率需求的情況下，需要更多的電源并聯來解決。

若交流/直流變換器能同時適用以上兩種電源，可以實現整流電源能在輸入電壓分別為220V/50Hz和115V/400Hz情況下正常運行，同時保證在不同輸入電壓時，能夠達到最大功率輸出，擴大交流/直流變換器的適用范圍，可以減少電源變換器品種，降低成本，簡化維修保障要求。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于克服上述現有技術之不足，提供一種用于解決交流/直流變換裝置對兩種交流供電電源的兼容問題，既能保證整流電源在兩種不同輸入電壓下可正常運行，又能使變換器在兩種電源輸入時輸出其最大可輸出功率的用于航空航天交流直流變換的分級限流電路。

按照本實用新型提供的用于航空航天交流直流變換的分級限流電路，包括功率部分和控制部分，所述功率部分包括輸入濾波單元、PFC變換電路單元、高頻隔離DC/DC變換電路單元、輔助電源單元；控制部分包括PFC變換控制器單元、輸入電源電壓檢測電路單元、DC/DC限流點設置電路單元、DC/DC控制單元，輸入交流電源的輸出端接所述輸入濾波單元的輸入端，所述輸入濾波單元的輸出端接所述PFC變換電路單元和所述輸入電源電壓檢測電路單元的輸入端，所述PFC變換電路單元的輸出端接所述高頻隔離DC/DC變換電路單元和輔助電源單元的輸入端，所述輔助電源單元的輸出端接所述PFC變換控制器單元、DC/DC控制單元、輸入電源電壓檢測電路單元和DC/DC限流點設置電路單元的輸入端，所述PFC變換控制器單元的輸出端接所述PFC變換電路單元的另一輸入端，所述輸入電源電壓檢測電路單元的輸出端接所述DC/DC限流點設置電路單元的另一個輸入端，所述DC/DC限流點設置電路單元的輸出端接所述DC/DC控制單元的另一輸入端，所述DC/DC控制單元的輸出端接所述高頻隔離DC/DC變換電路單元的另一個輸入端，所述高頻隔離DC/DC變換電路單元的輸出為直流電源的輸出。

按照本實用新型提供的一種用于航空航天交流直流變換的分級限流電路還具有如下附屬技術特征：

所述輸入濾波部分采用差模電感濾波電路，所述輸入濾波部分對輸入交流電源進行濾波處理。

所述PFC變換電路單元包括整流橋和boost升壓電路，所述整流橋把交流電源電壓進行半波整流，所述boost升壓電路通過高頻PWM控制再把整流后的電壓變換為直流母線電壓，同時控制電感電流的波形與整流后的電壓波形一致，所述boost升壓電路中的開關管采用無損軟開關控制其通斷電壓。

所述boost升壓電路由開關管VT7和電感L3的主邊構成，所述電感L3的副邊與電感L4、電容C17、電容C18構成諧振電路，所述諧振電路使所述開關管的開通或關斷在軟開關條件下完成。

還包括由二極管VD33、電容C45、電阻R54組成的MOSFET電壓箝位電路，所述MOSFET電壓箝位電路連接在所述boost升壓電路的輸出端。

所述PFC變換控制器單元由UC3854及其外圍電路構成，所述PFC變換控制器單元采用電壓外環、電流內環的雙環控制方式控制所述PFC變換電路單元工作。