[發明專利]負載保護型風力發電用XC/DC電源轉換器

無效

• 申請號: 201210514345.X
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103855997A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 胡家培;胡民海
• 申請（專利權）人: 西安智海電力科技有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02M1/32
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

技術領域

本發明涉及一種電源轉換器，屬于電源轉換技術領域。

背景技術

近年來，光伏發電、風力發電、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被廣泛使用，提高低壓新能源供電系統的供電效率、供電質量、供電可靠性勢在必行。

目前本領域公知電源轉換基本采用：

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,再進行DC/DC轉換為直流（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換問題。但在低電壓交流電源輸入和大功率電源轉換時，因為AC/DC整流電路的電壓降較高，而產生很高的功耗，使電源轉換器轉換效率很低。

2、直流（DC）輸入，直接進行DC/DC轉換為直流（DC）輸出。此種方案解決了固定設備供電問題。但使用可靠性較低，尤其是在移動性設備，經常需要重新連接輸入電源的設備，一旦出現電源極性接反的情況，就會產生輸入短路事故。因此一些要求可靠性較高的設備，在轉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換時，因為直流識別定向整流電路的電壓降較高，而產生很高的功耗，使電源轉換器轉換效率很低。

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）供電當輸出產生短路故障，輸出電壓低于輸入電壓時BOOST電路功能失效，輸入電源直接對負載短路，大電流（大功率）系統短路保護控制難度很大。

以常規整流（識別定向）電路在輸入為低壓新能源電源為例進行說明，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。

發明內容

本發明提供一種負載保護型風力發電用XC/DC電源轉換器，主要解決了現有低壓新能源電源轉換器功耗高、效率低、可靠性差的問題。

本發明的具體技術解決方案如下：

該負載保護型風力發電用XC/DC電源轉換器，包括輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路，所述輸入電流采樣電路的輸入端與輸入電源的輸出端連接，輸出電流采樣電路的輸入端與和輸出保護電路的輸入端連接，輸入電流采樣電路和輸出電流采樣電路的輸出端均依次通過調寬式脈沖控制電路、驅動信號合成電路、VMOS開關驅動電路與VMOS開關電路的輸入端連接，所述VMOS開關電路的輸入端還通過續流電感與輸入電源的輸出端連接，VMOS開關電路的輸出端依次通過反向隔離電路、儲能濾波電路、輸出保護電路與負載連接；VMOS開關電路的輸出端還通過續流電壓采樣電路與驅動信號合成電路的輸入端連接；所述調寬式脈沖控制電路、驅動信號合成電路、VMOS開關驅動電路和續流電壓采樣電路組成控制電路；

所述調寬式脈沖控制電路為半橋式PWM控制器，PWM控制器的兩個輸出端Ao、Bo分別接至驅動信號合成電路的一組輸入端；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串聯構成一個支路，電容C9與該支路并聯；

所述輸出保護電路包括基準電壓源、比較器A、比較器B、三極管N1和穩壓管Z5；該輸出安全控制電路的輸入端接BOOST直流輸出電壓，輸出端接負載，所述輸入端和輸出端所在的主回路上串聯設置有VMOS管M5和限流電阻R24，其中，VMOS管M5的基極經三極管N1接至所述輸出端的負端，三極管N1的基極接至所述基準電壓源；所述輸出端并聯有一個濾波電容和一個反饋支路，該反饋支路上依次串聯有分壓電阻R14和RC電路；

比較器A的正相輸入端接入該反饋支路，經分壓電阻R14接至所述輸出端的正端，比較器A的負相輸入端接基準電壓，比較器A的輸出端依次經串聯的電阻R13、電阻R27、電阻R22接至所述輸入端的負端；

比較器B的正相輸入端接入電阻R13、電阻R27和電阻R22所在的串聯支路，其接入節點位于電阻R27與電阻R22之間；比較器B的負相輸入端經電阻R6接至所述輸出端的負端；比較器B的輸出端接至三極管N1的基極。

本發明的優點在于：