[發(fā)明專利]低功耗電源轉(zhuǎn)換電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210513409.4
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103855921A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡家培;胡民海
• 申請（專利權(quán)）人: 西安智海電力科技有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低功耗電源轉(zhuǎn)換電路，屬于電源轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、蓄電池供電等交流低壓、直流低壓供電的可再生新能源系統(tǒng)被廣泛使用，提高低壓新能源供電系統(tǒng)的供電效率、供電質(zhì)量、供電可靠性勢在必行。

目前本領(lǐng)域公知電源轉(zhuǎn)換基本采用：

1、交流（AC）輸入，采用全波整流器把輸入交流（AC）電源整流為直流（DC）電源,再進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換為直流（DC）輸出。此種方案解決了較高輸入電壓交流電源和小功率電源的轉(zhuǎn)換問題。但在低電壓交流電源輸入和大功率電源轉(zhuǎn)換時，因為AC/DC整流電路的電壓降較高，而產(chǎn)生很高的功耗，使電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率很低。

2、直流（DC）輸入，直接進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換為直流（DC）輸出。此種方案解決了固定設(shè)備供電問題。但使用可靠性較低，尤其是在移動性設(shè)備，經(jīng)常需要重新連接輸入電源的設(shè)備，一旦出現(xiàn)電源極性接反的情況，就會產(chǎn)生輸入短路事故。因此一些要求可靠性較高的設(shè)備，在轉(zhuǎn)換器輸入端加入直流定向整流電路。在低電壓直電源輸入和大功率電源轉(zhuǎn)換時，因為直流識別定向整流電路的電壓降較高，而產(chǎn)生很高的功耗，使電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率很低。

3、為了提高低壓供電效率、降低線路電流一般采用升壓式（BOOST）直流（DC）供電方式。升壓式（BOOST）直流（DC）供電當(dāng)輸出產(chǎn)生短路故障，輸出電壓低于輸入電壓時BOOST電路功能失效，輸入電源直接對負(fù)載短路，大電流（大功率）系統(tǒng)短路保護(hù)控制難度很大。

以常規(guī)整流（識別定向）電路在輸入為低壓新能源電源為例進(jìn)行說明，輸入電壓Ui=10V(AC、DC），輸入電流Ii=20A，輸入功率Pi=10×20=200W，整流（識別定向）電路壓降Ud=2V，整流（識別定向）電路耗為：Pd=2×20=40W，輸出功率Po=200-40=160W，其整流（識別定向）效率為：E=160/200=0.8，由此可見常規(guī)整流（識別定向）電路在輸入為低壓新能源電源時，功耗很大，效率很低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種低功耗電源轉(zhuǎn)換電路，主要解決了現(xiàn)有低壓新能源電源轉(zhuǎn)換器功耗高、效率低、可靠性差的問題。

本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案如下：

該低功耗電源轉(zhuǎn)換電路包括負(fù)載，所述負(fù)載的輸入端依次通過儲能濾波電路、反向隔離電路、VMOS控制電路、續(xù)流電感與輸入電源的輸出端連接；所述儲能濾波電路的輸出端通過輸出電流采樣電路和調(diào)寬式脈沖控制電路的輸入端連接，所述輸入電源的輸出端通過輸入電流采樣電路和調(diào)寬式脈沖控制電路的輸入端連接，調(diào)寬式脈沖控制電路的輸出端依次通過驅(qū)動信號合成電路和VMOS開關(guān)驅(qū)動電路與VMOS開關(guān)電路的輸入端連接，驅(qū)動信號合成電路的輸入端通過續(xù)流電壓采樣電路與VMOS開關(guān)電路的輸出端連接；所述調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動信號合成電路、VMOS開關(guān)驅(qū)動電路和續(xù)流電壓采樣電路組成控制電路；

所述VMOS開關(guān)電路包括兩個串聯(lián)的VMOS管組，第一VMOS管組是并聯(lián)交替工作的VMOS管M1、M2，第二VMOS管組是并聯(lián)交替工作的VMOS管M3、M4，輸入電源通過續(xù)流電感依次與兩個VMOS管組在反向隔離電路輸入端之前串聯(lián)；

所述VMOS開關(guān)驅(qū)動電路包括兩個并聯(lián)的驅(qū)動器，第一驅(qū)動器的輸入端Ai、Bi與驅(qū)動信號合成電路輸出端的兩個輸出接口連接，第一驅(qū)動器的輸出端Ao、Bo與VMOS管的VMOS開關(guān)電路輸入端的一組接口連接；第二驅(qū)動器的輸入端Ai、Bi與驅(qū)動信號合成電路輸出端的另外兩個輸出接口連接，第二驅(qū)動器的輸出端Ao、Bo與開關(guān)電路輸入端的另一組接口連接；

所述調(diào)寬式脈沖控制電路為PWM控制器，PWM控制器的兩個輸出端Ao、Bo分別接至驅(qū)動信號合成電路的一組輸入端，PWM控制器采用正激式控制的PWM控制器，導(dǎo)通寬度小于50%；

所述反向隔離電路由與所述VMOS開關(guān)電路同步整流的VMOS管組構(gòu)成，由所述驅(qū)動信號合成電路經(jīng)續(xù)流驅(qū)動電路同步驅(qū)動。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明提供的低功耗電源轉(zhuǎn)換電路有XC/DC擴(kuò)展(XC)形、無極性、多波形、寬頻率電源輸入，DC(直流)輸出,自動極性識別定向、高轉(zhuǎn)換效率、高功率因數(shù)、高可靠性、高功率密度、低成本等優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電路原理框圖；

圖2為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為輸入電源為Ac正弦波時的單周期波形圖。

具體實施方式