[發(fā)明專利]具有輸出保護(hù)的無(wú)極性自適應(yīng)整流/導(dǎo)向電路

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210514305.5
• 申請(qǐng)日: 2012-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN103855990A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡家培;胡民海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安智海電力科技有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/088
• 分類號(hào): H02M1/088;H02M1/32
• 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)明涉及一種自適應(yīng)整流/導(dǎo)向電路，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(shì)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(shí)，因?yàn)锳C/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(dòng)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(huì)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(shí)，因?yàn)橹绷髯R(shí)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(shí)BOOST電路功能失效，輸入電源直接對(duì)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(shí)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(shí)別定向）電路壓降Ud=2V,整流（識(shí)別定向）電路耗為：Pd=2×20=40W，輸出功率Po=200-40=160W，其整流（識(shí)別定向）效率為：E=160/200=0.8，由此可見常規(guī)整流（識(shí)別定向）電路在輸入為低壓新能源電源時(shí)，功耗很大，效率很低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種具有輸出保護(hù)的無(wú)極性自適應(yīng)整流/導(dǎo)向電路，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：

該具有輸出保護(hù)的無(wú)極性自適應(yīng)整流/導(dǎo)向電路，包括VMOS開關(guān)電路和調(diào)寬式脈沖控制電路，VMOS開關(guān)電路的輸入端通過續(xù)流電感與輸入電源的輸出端連接，VMOS開關(guān)電路的輸出端依次通過反向隔離電路、儲(chǔ)能濾波電路和輸出保護(hù)電路與負(fù)載連接，所述VMOS開關(guān)電路的輸入端還與VMOS開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端連接，所述調(diào)寬式脈沖控制電路的輸出端通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路與VMOS開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接，調(diào)寬式脈沖控制電路的輸入端通過輸入電流采樣電路與輸入電源的輸出端連接，驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路的輸入端還通過續(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)寬式脈沖控制電路的輸入端還通過輸出電流采樣電路與儲(chǔ)能濾波電路的輸出端連接；所述調(diào)寬式脈沖控制電路、驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路、VMOS開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路和續(xù)流電壓采樣電路組成控制電路；

所述續(xù)流電感包括兩個(gè)差模對(duì)稱電感，兩個(gè)差模對(duì)稱電感分別設(shè)置在輸入電源輸出端的正端和負(fù)端上；所述輸出電流采樣電路包括電流傳感器CS2、電容C9和二極管D5，電流傳感器CS2與二極管D5串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)支路，電容C9與該支路并聯(lián)；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(dòng)信號(hào)合成電路經(jīng)續(xù)流驅(qū)動(dòng)電路同步驅(qū)動(dòng)；

所述輸出保護(hù)電路包括基準(zhǔn)電壓源、比較器A、比較器B、三極管N1和穩(wěn)壓管Z5；該輸出安全控制電路的輸入端接BOOST直流輸出電壓，輸出端接負(fù)載，所述輸入端和輸出端所在的主回路上串聯(lián)設(shè)置有VMOS管M5和限流電阻R24，其中，VMOS管M5的基極經(jīng)三極管N1接至所述輸出端的負(fù)端，三極管N1的基極接至所述基準(zhǔn)電壓源；所述輸出端并聯(lián)有一個(gè)濾波電容和一個(gè)反饋支路，該反饋支路上依次串聯(lián)有分壓電阻R14和RC電路；

比較器A的正相輸入端接入該反饋支路，經(jīng)分壓電阻R14接至所述輸出端的正端，比較器A的負(fù)相輸入端接基準(zhǔn)電壓，比較器A的輸出端依次經(jīng)串聯(lián)的電阻R13、電阻R27、電阻R22接至所述輸入端的負(fù)端；

比較器B的正相輸入端接入電阻R13、電阻R27和電阻R22所在的串聯(lián)支路，其接入節(jié)點(diǎn)位于電阻R27與電阻R22之間；比較器B的負(fù)相輸入端經(jīng)電阻R6接至所述輸出端的負(fù)端；比較器B的輸出端接至三極管N1的基極。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：