[發(fā)明專(zhuān)利]強(qiáng)魯棒性的低壓電源XC/DC轉(zhuǎn)換電路

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210517072.4
• 申請(qǐng)日: 2012-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102983715A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡家培;胡民海
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安智海電力科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/088
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/088;H02M1/32
• 代理公司: 西安智邦專(zhuān)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)明涉及一種低壓電源適配器。

背景技術(shù)

近年來(lái)，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(wèn)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(wèn)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(xiàn)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(shuō)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(jiàn)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)明提供一種強(qiáng)魯棒性的低壓電源XC/DC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(wèn)題。

本發(fā)明的具體技術(shù)解決方案如下：

該強(qiáng)魯棒性的低壓電源XC/DC轉(zhuǎn)換電路，包括負(fù)載，所述負(fù)載的輸入端依次通過(guò)輸出保護(hù)電路、儲(chǔ)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(chǔ)能濾波電路的輸出端通過(guò)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(guò)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(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路和VMOS開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路與VMOS開(kāi)關(guān)電路的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路的輸入端通過(guò)續(xù)流電壓采樣電路與VMOS開(kāi)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(dòng)信號(hào)合成電路、VMOS開(kāi)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)流電感是設(shè)置在輸入電源輸出端正端上的差模對(duì)稱(chēng)電感；所述VMOS開(kāi)關(guān)電路包括兩個(gè)串聯(lián)的VMOS管組，輸入電源通過(guò)續(xù)流電感依次與兩個(gè)VMOS管組在反向隔離電路輸入端之前串聯(lián)；所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路為標(biāo)準(zhǔn)兩輸入或門(mén)控制芯片，該控制芯片包括四對(duì)輸入端A1，A2，B1，B2，C1，C2，D1，D2和相應(yīng)的四個(gè)輸出端Ao、Bo、Co、Do，其中輸入端A1，B1，C1，D1與調(diào)寬式脈沖控制電路的兩個(gè)輸出端連接，輸入端A2，B2，C2，D2與續(xù)流電壓采樣電路的兩個(gè)輸出端連接，輸出端Ao、Bo、Co、Do與VMOS開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接；

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。